Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego

węgla kamiennego

Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego Praca zbiorowa pod redakcją Mariana Turka

G ŁÓ W N Y I N S T Y T U T G Ó R N I C T W AKatowice 2008

5

SPIS TREŚCI

Słowo wstępne prof. dr. hab. inż. Józefa Dubińskiego Marian Turek 1. Istota foresightu i jego znaczenie ........................................................................................ 9 Mariusz Kudełko 2. Przegląd i analiza projektów foresight w obszarze przemysłu wydobywczego ............ 20

2.1. Metodyka foresightu .................................................................................................. 20 2.2. Przegląd projektów foresight realizowanych na świecie ........................................... 30 2.3. Podsumowanie ........................................................................................................... 37

Marian Turek 3. Istota i zakres scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego

węgla kamiennego .............................................................................................................. 39 3.1. Wprowadzenie ........................................................................................................... 39 3.2. Zagadnienia ujęte w scenariuszach ............................................................................ 45

3.2.1. Analiza bilansu surowcowego węgla kamiennego ........................................................ 45 3.2.2. Wariantowe prognozy dostaw węgla kamiennego ........................................................ 46 3.2.3. Technologie wydobycia i przeróbki węgla kamiennego ............................................... 47 3.2.4. Technologie i techniki mechanizacyjne, stosowane w kopalniach węgla

kamiennego ................................................................................................................... 48 3.2.5. Systemy automatyki i informatyki, stosowane w górnictwie węgla kamiennego ......... 49

3.3. Tworzenie scenariuszy rozwoju technologicznego branży węgla kamiennego ................................................................................................................ 49

3.4. Potencjalni odbiorcy projektu .................................................................................... 51 Mariusz Kudełko 4. Analiza stanu zasobów węgla kamiennego w Polsce ....................................................... 53

4.1. Analiza zmian wskaźników charakteryzujących gospodarkę zasobami złóż węgla kamiennego .............................................................................................. 53 4.1.1. Zmiany zasobów węgla kamiennego w latach 1990–2007 ........................................... 53 4.1.2. Struktura zmian zasobów przemysłowych .................................................................... 55 4.1.3. Zmiany bazy zasobowej w wyniku likwidacji kopalń................................................... 61 4.1.4. Zasoby złóż niezagospodarowanych ............................................................................. 66

4.2. Analiza stanu zasobów węgla kamiennego w złożach kopalń czynnych ................... 67 4.3. Charakterystyka zasobów przemysłowych pod względem jakości węgla i

warunków zalegania pokładów .................................................................................. 73 4.3.1. Udział węgli energetycznych i koksowych ................................................................... 73 4.3.2. Wartość opałowa węgla ................................................................................................ 75 4.3.3. Zawartość popiołu w węglu .......................................................................................... 76 4.3.4. Zawartość siarki w węglu ............................................................................................. 77 4.3.5. Głębokość dokumentowania zasobów .......................................................................... 79 4.3.6. Grubość pokładów ........................................................................................................ 79

4.4. Wystarczalność zasobów węgla kamiennego ............................................................ 79 4.4.1. Dostępność zasobów węgla kamiennego – czynnik zasobowy ..................................... 80 4.4.2. Prognoza zapotrzebowania na węgiel kamienny – czynnik popytowy ......................... 81 4.4.3. Możliwości wydobywcze kopalń węgla kamiennego – czynnik produkcyjny .............. 82 4.4.4. Podsumowanie .............................................................................................................. 83

6

4.5. Wariantowe prognozy dostaw węgla kamiennego dla gospodarki krajowej w perspektywie 2020 roku ......................................................................................... 86 4.5.1. Trendy pozyskiwania, zużycia, importu i eksportu węgla kamiennego ........................ 86 4.5.2. Założenia koncepcyjne .................................................................................................. 92 4.5.3. Wyniki scenariuszowe ................................................................................................ 102 4.5.4. Podsumowanie ............................................................................................................ 109

Józef Kabiesz 5. Scenariusze rozwoju technologii przemysłu wydobywczego węgla kamiennego

w polsce do 2020 roku ...................................................................................................... 111 Zbigniew Burtan

5.1. Identyfikacja technologii przemysłu wydobywczego węgla kamiennego w kraju i na świecie ..................................................................................................... 123 5.1.1. Technologie eksploatacji ............................................................................................ 124 5.1.2. Technologie w mechanizacji procesów eksploatacji ................................................... 147 5.1.3. Systemy automatyki, informatyki i zasilania .............................................................. 161 5.1.4. Technologie przeróbki węgla kamiennego.................................................................. 169

Stanisław Trenczek

5.2. Ocena innowacyjności technologii stosowanych dotychczas w przemyśle wydobywczym węgla kamiennego .......................................................................... 178 5.2.1. Metodyka oceny innowacyjności i jej hierarchizacji .................................................. 178 5.2.2. Ocena innowacyjności technologii eksploatacji węgla kamiennego ........................... 193 5.2.3. Ocena innowacyjności technologii mechanizacji procesów eksploatacji .................... 207 5.2.4. Ocena innowacyjności systemów zasilania, informatyki i automatyki ....................... 215 5.2.5. Ocena innowacyjności technologii przeróbki węgla ................................................... 219

Antoni Kozieł

5.3. Innowacyjne, priorytetowe technologie w przemyśle węgla kamiennego do 2020 roku ............................................................................................................ 222

Antoni Kozieł

5.4. Scenariusze rozwoju innowacyjnych technologii .................................................... 229 5.4.1. Scenariusze rozwoju technologii podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego

(Scenariusze… 2007a) ................................................................................................ 230 5.4.2. Scenariusze rozwoju mechanizacji procesów eksploatacji (Scenariusz… 2007b) ...... 243 5.4.3. Scenariusze rozwoju systemów zasilania, informatyki i automatyki stosowanych

w górnictwie węgla kamiennego (Scenariusze… 2007c) ............................................ 260 5.4.4. Scenariusze rozwoju technologii przeróbki węgla kamiennego (Scenariusze…

2007d) ......................................................................................................................... 271 Jan Drenda 6. Warianty rozwoju branży węgla kamiennego ............................................................... 281

6.1. Wprowadzenie ......................................................................................................... 281 6.2. Ankietyzacja ............................................................................................................ 282 6.3. Wyniki ankietyzacji ................................................................................................. 284

6.3.1. Cele strategiczne, cząstkowe i szczegółowe polskiego sektora węgla kamiennego .... 284 6.3.2. Hierarchizacja innowacyjności technologii ................................................................. 296 6.3.3. Warianty scenariuszy rozwoju technologii innowacyjnych w górnictwie węgla

kamiennego ................................................................................................................. 297 6.3.4. Kierunki badawcze, zapewniające rozwój innowacyjnych technologii w

górnictwie ................................................................................................................... 304

7

6.4. Rozwój technologii innowacyjnych w górnictwie węgla kamiennego do 2020 roku w ujęciu graficznym ............................................................................... 307

6.5. Podsumowanie ......................................................................................................... 310 Józef Kabiesz 7. Zasady monitoringu i cyklicznego prowadzenia foresightu branży węgla

kamiennego ....................................................................................................................... 313 7.1. Wprowadzenie ......................................................................................................... 313 7.2. Sposób pozyskiwania informacji ............................................................................. 314 7.3. Techniczne aspekty pozyskiwania informacji .......................................................... 316

7.3.1. Baza danych – technologie ......................................................................................... 318 7.3.2. Baza danych – tematy badawczo-rozwojowe ............................................................. 318

Józef Kabiesz 8. Kierunki prac badawczo-rozwojowych wynikające z projektu „Scenariusze

rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego” .................. 319 8.1. Wprowadzenie ......................................................................................................... 319 8.2. Tematy badawczo-rozwojowe ................................................................................. 320

Marian Turek 9. Perspektywy rozwoju górnictwa węgla kamiennego w Polsce ..................................... 324

9.1. Sytuacja na rynkach zbytu węgla ............................................................................. 324 9.2. Rola węgla jako źródła energii ................................................................................. 325 9.3. Zasoby, sprzedaż, produkcja .................................................................................... 328 9.4. Rozwój technologii produkcji górniczej .................................................................. 331 9.5. Główne kierunki rozwoju technologii przeróbki węgli ............................................ 336 9.6. Wydajność pracy, zatrudnienie i doskonalenie kadr ................................................ 337 9.7. Doskonalenie ochrony pracowników kopalń ........................................................... 340 9.8. Podsumowanie ......................................................................................................... 341

Literatura ............................................................................... Błąd! Nie zdefiniowano zakładki.

9

1. ISTOTA FORESIGHTU I JEGO ZNACZENIE

Termin foresight nie ma jednoznacznego odpowiednika w języku polskim – tłu-macząc go użyjemy słów: przewidywanie, przezorność, dalekowzroczność. Wszystkie te znaczenia mieszczą się w ramach metodologii foresightu, która obejmuje działa-nia umożliwiające oszacowanie w różnych wymiarach, przyszłych kierunków roz-woju, na podstawie bieżącego stanu nauki, technologii i świadomości społecznej oraz ich wzajemnych powiązań.

Foresight można określić jako analizę strategiczną czterech typów czynników rozważanych we wzajemnym powiązaniu, a mianowicie1: • szans i zagrożeń społecznych oraz gospodarczych (np. bezrobocie, zdrowie pu-

bliczne), • społecznych i gospodarczych zasobów (np. korzystne prognozy demograficzne,

duch przedsiębiorczości), • szans i zagrożeń płynących z rozwoju nauki i techniki, • zasobów nauki i techniki.

Foresight jest przeprowadzany na przecięciu dwóch osi problemowych, a miano-wicie: • rozpoznania nauki i techniki – problemy społeczne i gospodarcze, • szans i zagrożeń – zasoby.

Foresight to przewidywanie, przezorność czy dalekowzroczność, dlatego też pozwala dziś na wprowadzenie takich zmian w polityce naukowej, innowacjach czy technologii, aby w przyszłości mogły one przynieść społeczeństwu potencjalnie duże korzyści. Ważne jest, aby osiągnąć możliwość ponadnarodowego porozumienia w wymienionych dziedzinach, jak też upowszechnić myślenie strategiczne, czy zgro-madzić istotną wiedzę w celu stworzenia odpowiedniej polityki. Foresight obejmuje2: • określanie średnio- i długoterminowych trendów, pomagających w określaniu

bieżącej polityki dotyczącej nauki, technologii, nauk społecznych i gospodarki, • inicjowanie twórczej współpracy między decydentami rządowymi i samorządo-

wymi, instytucjami przemysłowymi i badawczymi, organizacjami pozarządowymi itd.; współpraca taka może rozwijać się tak w skali regionu, jak i kraju, a także w wymiarze ponadnarodowym.

Wraz z powszechnym rozwojem nauki, technologii i społeczeństwa, rosną wza-jemne oddziaływania między tymi dziedzinami; działania foresightowe zyskują więc bardzo na znaczeniu, tym bardziej, że ograniczone zasoby zmuszają decydentów do podejmowania wyborów, co do przedmiotów czy dziedzin finansowania. Prawdopo-dobieństwo dokonania właściwego wyboru przez decydentów znacznie zwiększają badania wykorzystujące techniki foresightowe.

1 www.foresight.polska2020.pl 2 Tamże.

10

Rozwój foresightu oraz rozszerzenie zakresu problematyki, którą obejmuje, spo-wodowały powstanie wielu definicji tego pojęcia. Według najbardziej znanych i popu-larnych, foresight to: • Proces polegający na próbach systematycznego spojrzenia w perspektywie długo-

terminowej na przyszłość nauki, technologii, ekonomii i społeczeństwa oraz wska-zanie obszarów strategicznych i kierunków rozwoju nowych technologii, biorąc pod uwagę korzyści ekonomiczne i społeczne – Ben Martin (Science Technology Policy Reasearch University Sussex).

• Środek systematycznej oceny rozwoju nauki i technologii, mający silny wpływ na przemysłowe współzawodnictwo, dobrobyt i poprawę życia społeczeństwa – Luke Georghiou (Policy Research in Engineering, Science and Technology, The University of Manchester).

• Proces obejmujący współpracę, dyskusje oraz konsultacje między grupami partne-rów, prowadzące do opracowania wspólnych wizji przyszłości i strategii, mają-cych na celu określenie możliwości długofalowego naukowego, technologicznego i innowacyjnego rozwoju – Jennifer Cassingena Harper (Malta Council for Scien-ce and Technology).

• Odpowiednik wiązki systematycznych wysiłków patrzenia w przyszłość i doko-nywania bardziej efektywnego wyboru; zakłada, że nie istnieje pojedyncza przy-szłość; w zależności od działania lub braku działania w teraźniejszości, wiele wariantów przyszłości jest możliwych, ale jedynie jeden z nich zaistnieje – Hariolf Grupp, Harold A. Linstone (National Technology Foresight Activities Around the Globe Resurrection and New Paradigms).

• Kształtowanie przyszłości przez uzgodnione działanie samopodtrzymujących się sieci zainteresowanych grup; w sieciach tych ludzie rozważają różne drogi, w któ-rych mogłaby rozwinąć się przyszłość, a następnie podejmują odpowiednie kroki w celu przygotowania się do dłuższego okresu – Joe Andersen (Technology Fore-sight for Competitive Advantage).

• Proces polegający na kreowaniu kultury myślenia społeczeństwa na temat przy-szłości. W procesie tym przedstawiciele administracji publicznej, naukowcy, inży-nierowie oraz przedstawiciele przemysłu, biorą czynny udział w wyznaczaniu strategicznych kierunków rozwoju badań i technologii, mających na celu przyspo-rzenie jak największych korzyści ekonomicznych i społecznych. Wszyscy wyżej wymienieni uczestnicy foresightu dążą do ustalenia priorytetowych kierunków roz-woju badań w danej dziedzinie, przez tworzenie wizji przyszłych osiągnięć. Efekta-mi foresightu są nie tylko cele doraźne, polegające na budowie scenariuszy, ale przede wszystkim zaspokojenie zapotrzebowania na know-how naukowe, bizneso-we oraz kulturowe, co przekłada się bezpośrednio na politykę inwestycyjną państwa w sferze badawczo-rozwojowej (rys. 1.1) – Ministerstwo Nauki i Informatyzacji.

Z przedstawionych powyżej definicji wynika pięć podstawowych aspektów fore-sightu, do których zaliczamy (UNIDO 2005): • próby spojrzenia w przyszłość w sposób systematyczny – to odróżnia foresight od

naturalnego budowania scenariuszy w życiu codziennym,

11

Rys. 1.1. Foresight jako narzędzie w kształtowaniu polityki inwestycyjnej państwa w sferze

badawczo-rozwojowej (Kuciński 2006)

• obejmowanie długiego okresu wykraczającego poza horyzonty normalnego pla-nowania; ramy czasowe typowych foresightów obejmują od 5 do 30 lat,

• rozwój naukowy/technologiczny powinien być konfrontowany z wymogami ryn-ku, co oznacza, że foresight nie powinien być zdominowany przez naukę i techno-logię, ale powinien uwzględniać również czynniki socjoekonomiczne, kształtujące innowacje,

• koncentrowanie się na perspektywicznych, „wyłaniających się”, technologiach dla rozwoju, w których jest uzasadnione wsparcie rządu,

• podczas przeprowadzania foresightu, nacisk powinien być kładziony także na aspekty społeczne, również te niezwiązane ze wzrostem zamożności społeczeń-stwa (np. ochrona przed przestępczością, edukacja, starzenie się społeczeństwa).

Foresight jest stosowany na równi z innymi działaniami mającymi na celu wykre-owanie wizji przyszłości, takimi jak: prognozowanie, analiza przyszłości czy plano-wanie strategiczne. Planowanie działań obejmuje stosunkowo krótki horyzont czasowy, tzn. taki, dla którego z dużym prawdopodobieństwem jesteśmy w stanie określić zmiany istotnych dla nas parametrów. Problem staje się bardziej złożony, jeśli rozpatrujemy okres 10–20 lat, podczas którego mogą zajść radykalne zmiany, o których obecnie nic nie wiemy. Dlatego w rozważaniach długoterminowych należy skupiać się na ocenie trendów i różnych scenariuszy rozwoju sytuacji, a nie tylko na planowaniu działań. Takie podejście pokazuje, że nie można dokładnie przewidzieć przyszłości, a jedynie jak najlepiej się do niej przygotować. To jest właśnie zadanie foresightów, wyposażonych w odpowiednie do tego celu narzędzia, obejmujące za-równo metody analityczne, jak i heurystyczne. Foresight powinien mieć charakter ciągłego procesu, w którym są przeprowadzane poszczególne „projekty tematyczne”.

Należy podkreślić, że foresight nie zastępuje prognozowania, analizy przyszłości, czy planowania strategicznego – każde z tych przedsięwzięć pełni oddzielną rolę, ale w wielu przypadkach uzupełnia pozostałe metody.

12

Rozróżniamy dwa podstawowe rodzaje foresightów (Kuciński 2006): 1. Foresight technologiczny, w którym określa się przyszłościowe technologie, jak

też ich szanse i zagrożenia oraz identyfikuje działania, które należy podjąć w celu ich rozwoju; wśród elementów foresightu technologicznego wyróżnia się głównie: - identyfikację kluczowych technologii w przyszłości, - ocenę szans i zagrożeń dla tych technologii, - identyfikację działań mających na celu rozwój danej technologii oraz - budowę możliwych scenariuszy.

2. Foresight regionalny, w którym określa się kluczowe kierunki rozwoju dla regionu, uzyskuje konsensus społeczny dla kierunków rozwoju i tworzy sieć współpracy między organizacjami i jednostkami, które mają uczestniczyć w dal-szych pracach nad rozwojem; elementy foresightu regionalnego to: - identyfikacja kluczowych dla danego regionu kierunków rozwoju, - uzyskanie konsensusu społecznego w sprawie kierunków rozwoju, - identyfikacja kluczowych organizacji potrzebnych do osiągnięcia zamierzonych

celów, - stworzenie sieci współpracy między jednostkami, które podejmą zaplanowane

działania, - budowa scenariuszy.

Mówiąc ogólnie, foresight tworzy język debaty społecznej oraz kulturę budowa-nia społecznej wizji myślenia o przyszłości. W przypadku projektów typu foresight, analizy i oceny są przeprowadzane przy szerokim udziale aktorów społecznych, takich jak: przedsiębiorcy, naukowcy, przedstawiciele administracji publicznej, organizacji pozarządowych i społecznych, politycy, którzy, mając bezpośredni kontakt z nauką i gospodarką oraz dotyczącymi jej regulacjami, zapewniają merytoryczny opis pro-blemów oraz wskazują na możliwości ich rozwiązania.

Foresight po raz pierwszy został zastosowany w Japonii, gdzie również nastąpił jego pełny rozkwit w 1970 roku. Potem, na przełomie XX i XXI wieku, upowszechnił się na świecie w takich krajach, jak: USA, Holandia, Niemcy, Wielka Brytania, Nowa Zelandia, Szwecja, a także na Węgrzech i w Czechach.

Foresight technologiczny w Japonii

Rozwój foresightu w Japonii datuje się na koniec lat 60. XX wieku. Dostrzeżono wtedy w metodyce technologicznego prognozowania, doskonałe narzędzie, dające szansę na dynamiczny rozwój gospodarki, przez przeniesienie pewnych gotowych rozwiązań technicznych i organizacyjnych z USA, za pośrednictwem konsultacji mię-dzy ekspertami japońskimi i amerykańskimi. Pozwoliło to Japończykom na przejęcie metod budowy scenariuszy rozwoju przemysłu, co w konsekwencji zaowocowało opracowaniem w 1970 roku pierwszego foresightu, prognozującego rozwój naukowo- -technologiczny w perspektywie najbliższych 30 lat. Został on przeprowadzony przez STA (Science and Technology Agency). Celem projektu było opracowanie wizji roz-woju nauki i technologii, ułatwiającej podejmowanie decyzji zarówno w sektorze prywatnym, jak i publicznym oraz wskazującej główne kierunki rozwoju nauki i tech-nologii. W projekcie tym uczestniczyło kilka tysięcy ekspertów reprezentujących

13

różne gałęzie przemysłu, jednostki naukowo-badawcze i instytucje rządowe. Wyko-rzystano metodę delficką do określania możliwych innowacji i rozwoju technologicz-nego, czasu ich realizacji, znaczenia oraz ewentualnych ograniczeń w ich realizacji. Po pierwszej edycji ankiet, przeprowadzono analizę otrzymanych odpowiedzi i opra-cowano kolejną ankietę z bardziej szczegółowymi pytaniami, co dało możliwość poprawy, uściślenia i modyfikacji ostatecznej wizji rozwoju nauki i technologii. Takie 30-letnie prognozowanie jest powtarzane w Japonii co pięć lat. Baza danych tworzona na podstawie foresightu ma podstawowe cele, do których zaliczamy: • zebranie pełnych danych stanowiących podstawę do planowania i rozwoju danej

dziedziny, tzn. danych dla sektora badawczo-naukowego, • wskazanie długofalowych kierunków rozwoju danych technologii oraz technologii

strategicznych, • monitorowanie bieżącego rozwoju naukowo-technologicznego, łącznie z bieżącym

stanem japońskiej działalności naukowo-technologicznej na tle innych krajów, • wskazywanie obszarów wymagających współpracy międzynarodowej, • wskazywanie czynników powodujących ograniczenia w rozwoju technologicz-

nym.

Wyniki foresightu są jednym z ważniejszych wskaźników branych pod uwagę przez Japońską Radę do spraw Nauki i Technologii, przy podejmowaniu kluczo-wych decyzji w zakresie polityki kraju, dotyczącej rozwoju nauki i technologii. Wyniki foresightu okazały się przydatnym narzędziem dla innych ministerstw oraz dla przemysłu.

Dla potwierdzenia skuteczności przeprowadzanych foresightów, Japoński Instytut Polityki Naukowo-Technologicznej (NISTEP), zwrócił się do przedstawicieli przemy-słu z prośbą o ocenę przydatności w ich działaniach wyników przeprowadzonych wcześniej czterech badań foresightowych (przy użyciu metody delfickiej). Okazało się, że spośród 250 ankietowanych 59% oceniło wyniki jako „bardzo ważne”, a 36% jako „cenne”. 72% respondentów wykorzystało wyniki badań przy planowaniu dal-szych działań badawczo-rozwojowych i projektów biznesowych, 61% – do analizy trendów technologicznych w perspektywie średnioterminowej, a 60% do analizy spe-cyficznej zawartości merytorycznej badanych obszarów tematycznych. NISTEP prze-prowadził również analizę poprawności wyników pierwszych działań foresightowych, przeprowadzonych w 1970 roku i okazało się, że 64% proponowanych tematów zosta-ło w całości lub częściowo zrealizowanych w ciągu kolejnych 20 lat. Wynik ten jest bardzo zachęcający do dalszych działań, mających na celu prognozowanie trendów w dalekiej perspektywie. Elementy prognozowania, które się nie potwierdziły, doty-czyły przeważnie nie samego rozwoju technologicznego, a zmian politycznych czy społecznych. W Japonii, poza wdrażaniem wyników foresightów, przez na przykład odpowiednią zmianę polityki, duży nacisk kładzie się także na korzyści wynikające z samego prowadzenia procesu foresightowego, takie jak: komunikacja, zorientowanie na dalekie horyzonty czasowe, koordynacja, osiąganie konsensusu. Do technik wyko-rzystywanych w foresightach japońskich, oprócz metody Delphi, należą także: panele ekspertów, metoda burzy mózgów oraz metoda budowy scenariuszy (UNIDO 2005).

14

Foresight technologiczny w USA

W Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej foresight technologiczny jest najczęściej stosowany przez Departament Obrony. Największe i najbardziej systema-tyczne badania foresightu technologicznego zostały przeprowadzone przez Siły Powietrzne USA. W sektorze cywilnym foresight stosowano w serii przeglądów po-szczególnych dziedzin naukowych, realizowanych głównie w latach 1960–1970 oraz w latach 80. i 90. (przez National Research Council). Wyniki tych badań, prowadzo-nych przez duże grupy uznanych naukowców i kilku przedstawicieli przemysłu, ukazywały praktycznie nieograniczone możliwości naukowe w danej dziedzinie, w większości jednak nie określały priorytetów. W Stanach Zjednoczonych długo panowała opinia, że rząd federalny kraju na tyle bogatego, że aspirującego do roli wiodącej w praktycznie wszystkich dziedzinach naukowo-technologicznych, nie po-trzebuje polityki technologicznej. Dopiero pod koniec lat 80. XX wieku, głównie na skutek rosnącej konkurencji Japonii, w USA wzrosło, do tej pory niższe niż w jakim-kolwiek innym kraju, zainteresowanie metodami foresightu technologicznego w sek-torze publicznym.

Najpowszechniej stosowanym wówczas podejściem w projektach foresightowych była metoda wyboru technologii krytycznych (kluczowych dla rozwoju ekonomiczne-go lub obronności USA), stosowana przez Departament Obrony, Handlu, Radę ds. Konkurencyjności oraz Biuro Polityki Naukowo-Technologicznej. Tworzone były również, przez konsorcja przemysłowe, bardziej specyficzne listy technologii krytycz-nych oraz plany technologiczne (technology roadmapping). W badaniach tych jako punkt wyjścia przyjmowano obszerne wykazy przyszłych obiecujących technologii, które, po zdefiniowaniu i zastosowaniu zestawu kryteriów oceny, redukowano do 10–20 najważniejszych technologii. Takie podejście było krytykowane często za ograniczone wykorzystanie danych, angażowanie stosunkowo małej grupy przedsta-wicieli świata naukowego i przemysłu oraz identyfikację technologii w ujęciu zbyt szerokim dla podjęcia konkretnych decyzji politycznych (UNIDO 2005).

Foresight technologiczny w Holandii

Foresighty technologiczne, realizowane w Holandii, mają formę odbiegającą od podobnych projektów, prowadzonych w innych krajach europejskich. Charakteryzują się między innymi: dużym stopniem decentralizacji, wykorzystaniem wielu metod (innych niż metoda delficka), ścisłym powiązaniem z procesami i strukturą tworzenia polityki oraz skupieniem na specyficznych dziedzinach, w przeciwieństwie do cało-ściowych działań foresightowych, prowadzonych w trzech największych krajach eu-ropejskich. Foresight technologiczny w Holandii ma również dłuższą historię niż w Niemczech czy w Wielkiej Brytanii. Pierwotnie został zastosowany w latach 70. XX wieku, w celu określenia i wzmocnienia powiązań między nauką a społeczeń-stwem. Od 1980 roku były prowadzone różne rodzaje działań foresightowych w ob-szarze rolnictwa, środowiska i zdrowia, które w latach 90. XX wieku. zaczęto koordynować (komitet sterujący). W 1990 roku Minister Gospodarki zainicjował fore-sight technologiczny, ukierunkowany na kilka kluczowych technologii. Analizie pod-dano trzy obszary w 1990 roku (np. karty chipowe) i kolejne trzy w 1992 roku (np.

15

przetwarzanie sygnału). Otrzymane wyniki miały stanowić podstawę do określenia polityki technologicznej, wskazać małym i średnim przedsiębiorstwom potencjalne możliwości i zagrożenia oraz stworzyć sieci współpracy.

Foresight holenderski był realizowany w czterech etapach: 1. Konsultacje oraz przygotowanie krótkiej listy technologii do przeanalizowania. 2. Analiza, mająca na celu wskazanie głównych uczestników, wąskich gardeł oraz

potencjalnych możliwości. 3. Strategiczna konferencja skupiająca wszystkich uczestników, przetestowanie

wstępnych wyników, osiągnięcie konsensusu, zobowiązanie uczestników do wdrożenia wyników.

4. Kontynuacja (tj. uruchomienie projektu pilotażowego lub utworzenie nowego in-stytutu).

Dla każdego obszaru, dla którego był prowadzony foresight, zostały opracowane raporty, określające sposób wykorzystania danej technologii przez małe i średnie przedsiębiorstwa. Mechanizm wdrażania wyników obejmował też: • kreowanie sieci współpracy, • nową infrastrukturę, • nowe sposoby kształcenia, • publikacje (UNIDO 2005).

Foresight technologiczny w Niemczech

W Niemczech przez wiele lat zainteresowanie foresightem technologicznym było nieznaczne, głównie ze względu na klimat polityczny pod rządami Chrześcijańskich Demokratów oraz strukturę geopolityczną kraju, w którym odpowiedzialność za rozwój badań była dzielona między rządy poszczególnych landów i rząd federalny. Dopiero około 1990 roku nastąpiła zmiana polityki w tym zakresie, spowodowana głównie zjed-noczeniem, recesją, kryzysem strukturalnym oraz wzrostem zainteresowania foresigh-tem technologicznym w innych krajach, która zaowocowała zainicjowaniem przez rząd licznych działań foresightowych.

Jedną z kilku zakończonych od tego czasu inicjatyw foresightowych był projekt pt.: „Technology at the Treshold of the 21st Century”, w ramach którego dokonano (Fraunhofer Institut for Systems and Innovation Research (ISI)) przeglądu technologii krytycznych USA i wyników projektów foresightowych innych krajów oraz opraco-wano listę 86 technologii o potencjalnej użyteczności ekonomicznej lub społecznej w perspektywie kolejnych 10–15 lat. Następnie została przeprowadzona (przez eks-pertów z Ministerstwa Nauki i Badań) ocena tych technologii pod kątem kryteriów, takich jak: czas, znaczenie ekonomiczne, korzyści pozaekonomiczne oraz selekcja technologii najważniejszych z punktu widzenia poszczególnych kryteriów.

W innym projekcie ISI podjął współpracę z NISTEP (Japonia), gdzie prowa-dzono piąty projekt foresightowy, obejmujący perspektywę 30 lat. W badania, pro-wadzone metodą Delphi, zaangażowano dużą grupę ekspertów niemieckiego sektora przemysłowego, naukowego oraz rządu. Stwierdzono dużą zgodność przewidywań w zakresie czasu realizacji osiągnięć określonych w tematach procesu (projektu japońskiego i zaadoptowanych w projekcie niemieckim) w obu krajach; różnice wy-

16

stępowały natomiast w ocenie znaczenia poszczególnych osiągnięć oraz rodzaju przewidywanych przeszkód, co odzwierciedlało różnice w krajowych systemach badawczych obydwu państw. Następnie podjęto badania mające na celu udoskona-lenie zastosowanej metodologii, polegające na wspólnym doborze tematów do pro-cesu delfickiego, rozróżnieniu kategorii znaczenia (z punktu widzenia naukowo- -technologicznego z jednej strony oraz dla gospodarki, społeczeństwa i środowiska z drugiej strony) oraz na włączeniu pytań dotyczących rozwoju innowacyjności.

Opracowana w ten sposób metodologia, tzw. Mini-Delphi, okazała się skutecz-nym narzędziem prowadzenia wspólnych badań foresightowych w różnych krajach.

Znaczenie projektów foresightowych w Niemczech jest widoczne na wielu poziomach: • na poziomie rządu krajowego foresighty technologiczne stanowią jeden z elemen-

tów kształtujących priorytety budżetu Ministerstwa Edukacji i Badań oraz odgry-wają rolę w dyskusjach strategicznych z sektorem przemysłowym i dużymi organizacjami badawczymi,

• na poziomie rządów poszczególnych landów – stanowią podstawę do badań regio-nalnych implikacji wyników projektów foresightów narodowych,

• na poziomie sektora przemysłowego – stanowią narzędzie stosowane przez kon-sorcja przemysłowe oraz poszczególne przedsiębiorstwa,

• na poziomie społeczeństwa – publikacja wyników projektów foresightowych umożliwiła pozytywną publiczną debatę w mediach na temat znaczenia poszcze-gólnych technologii przyszłości (UNIDO 2005).

Foresight technologiczny we Francji

We Francji w pierwszej połowie lat 80. XX wieku pod rządami socjalistów, przeprowadzono kilka interesujących projektów foresightowych, będących wyrazem priorytetowego traktowania rozwoju technologicznego, mającego zapewnić postęp ekonomiczny i społeczny kraju. W ramach projektu, zrealizowanego w 1981 roku, przeprowadzono konsultacje z 1200 ekspertami, w wyniku których wytypowano pięć technologicznych obszarów priorytetowych. Wynikiem prac był również raport przeglądowy.

W następnym roku zorganizowano Krajowe Seminarium na temat Badań i Tech-nologii oraz liczne spotkania na poziomie regionalnym, w których łącznie uczestni-czyło 3000 osób, i w wyniku których określono sześć technologii kluczowych oraz z inicjatywy rządu uruchomiono programy promujące rozwój tych technologii.

W kolejnych latach podejmowano regularne projekty foresightowe, stanowiące podstawę do sterowania realizacją programów promujących w latach 80. XX wieku.

Przykładem innych przedsięwzięć foresightowych może być projekt realizowany przez Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) w 1984 roku, w ramach którego zidentyfikowano 20 tematów strategicznych oraz konferencja Perspective 2005, zorganizowana w 1985 roku przez CNRS i Biuro Planowania.

Po zmianie rządu w 1986 roku zainteresowanie tego typu projektami zmalało i sytuacja taka utrzymywała się do 1994 roku, kiedy uruchomiono dwa równoległe foresighty technologiczne z inicjatywy Ministerstwa Szkolnictwa Wyższego i Badań

17

oraz Ministerstwa Przemysłu. Pierwszy z nich był realizowany metodą delficką, z zastosowaniem wielu tez z przeprowadzonych wcześniej foresightów japońsko- -niemieckich, co miało umożliwić porównanie poglądów ekspertów z trzech krajów. Projekt miał dać odpowiedź na pytanie dotyczące przydatności metody delfickiej w warunkach francuskich oraz na temat poziomu zaangażowania lokalnych ekspertów oraz wpływu wyników foresightu na działalność kręgów decyzyjnych. Na podstawie analizy wyników badań realizowanych za pomocą kwestionariuszy rozesłanych do ponad 3000 ekspertów z sektora przemysłowego, szkolnictwa wyższego i publicznych organizacji badawczych, stwierdzono dużą zgodność opinii ekspertów francuskich na temat czasu realizacji zakładanych w tezach osiągnięć z wynikami przeprowadzonych wcześniej badań japońsko-niemieckich. Stwierdzono również podobne typowania ekspertów francuskich i niemieckich na temat 10 najważniejszych osiągnięć w dzie-dzinie nauk społecznych i sektorze materiałowym. Dla listy wszystkich sektorów zbieżność w zakresie 10 najważniejszych osiągnięć między typowaniami poszczegól-nych krajów była niewielka. Jako sektory o najmniejszych ograniczeniach technolo-gicznych typowano: we Francji – rolnictwo, w Niemczech – transport, a w Japonii – budownictwo i architekturę. Światowym liderem w zakresie rozwoju technologii w opinii ekspertów francuskich były Stany Zjednoczone, w opinii ekspertów niemiec-kich natomiast – Japonia. Również w kwestii dziedzin wymagających w największym stopniu współpracy międzynarodowej, występowały rozbieżności w opiniach eksper-tów francuskich i niemieckich. Projekt umożliwił też identyfikację grup ekspertów o systematycznie różnych poglądach, na przykład eksperci zatrudnieni w dużych przedsiębiorstwach wyrażali mniej optymistyczne opinie na temat czasu realizacji zakładanych w tezach procesu osiągnięć niż eksperci zatrudnieni w małych i średnich przedsiębiorstwach. Projekt stanowił również podstawę do podejmowania projektów foresightowych na niższym szczeblu (na przykład foresight regionalny dla okręgu Bordeaux) (UNIDO 2005).

Foresight technologiczny w innych krajach

Pod koniec lat 80. XX wieku foresight zaczęto stosować również w innych kra-jach, np. w Australii, Kanadzie, Norwegii i Szwecji.

W Szwecji działania foresightowe zostały podjęte przez Radę Planowania i Koor-dynacji Badań, Krajową Radę Rozwoju Technologicznego, Królewską Akademię Inżynierii, Instytut Badawczy Obrony oraz przemysł.

W ostatnich latach foresight znalazł zastosowanie w kolejnych krajach, na przy-kład na Węgrzech (UNIDO 2005).

Narodowe foresighty technologiczne w kolejności chronologicznej, prowadzone w poszczególnych krajach do 2002 roku, ze wskazaniem głównych metod wykorzy-stywanych przy ich realizacji, przedstawiono w tabeli 1.1 (Keenan i inni 2003).

W Polsce również są realizowane projekty typu foresight. Na stronie internetowej Narodowego Programu Foresight podano obecnie przeprowadzane lub już zakończone projekty. Są to: UPRIS – Wdrożenie Regionalnej Strategii Innowacji na Dolnym Śląsku upris-dolnyslask.pl

18

Tabela 1.1. Narodowe programy foresightów technologicznych do 2002 roku Rok Delphi Mieszane Panel/Scenariusz1970 30 lat, Japonia – –1989 – – Ministerstwo Gospodarki, Holandia1990 Pierwszy w Niemczech – –1991 1992 – – Technologie Krytyczne, USA i Nowa Zelandia

1993 Republika Korei – Technologie na progu XXI wieku, Niemcy

1994 Francja Japonia/Niemcy Mini-Delphi

Pierwszy program Foresight Technologiczny, Wielka Brytania

–

1995 – – Technologie kluczowe, Francja i Australia

1996 Japonia – Niemcy, Delphi – Komitet sterujący foresightu, HolandiaPierwszy foresight przemysłowy, Włochy

1997 – OPTI, Hiszpania Irlandia1998 Austria Węgry RPA, Nowa Zelandia, Szwecja

1999 – – Drugi program Foresight Technologiczny, Wielka BrytaniaFUTUR, Niemcy

2000 – – Drugi projekt Technologie Kluczowe, Francja,Stowarzyszenie Przemysłowe Portugali, Drugi Foresight Przemysłowy, Włochy

2001 – – Republika Czeska, Malta, Cypr, Estonia

2002 Siódmy Foresight (Delphi), Japonia Turcja

Bułgaria i Rumunia,Trzeci program Foresight Technologiczny, Wielka Brytania

Scenariusze rozwoju technologicznego kompleksu paliwowo-energetycznego dla za-pewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju foresightenergetyczny.pl/ Foresight technologiczny w zakresie materiałów polimerowych foresightpolimerowy.pl/ Priorytetowe technologie dla zrównoważonego rozwoju województwa śląskiego roz4.woiz.polsl.pl/foresight/index.html Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego foresightweglowy.pl/ Loris Plus. Regionalna Strategia Innowacji dla Województwa Łódzkiego lorisplus.pl/ Monitorowanie i prognozowanie (foresight) priorytetowych, innowacyjnych technolo-gii dla zrównoważonego rozwoju województwa mazowieckiego formazovia.pl/ Priorytetowe technologie dla zrównoważonego rozwoju województwa świętokrzy-skiego tu.kielce.pl/foresight/ Priorytetowe technologie dla zrównoważonego rozwoju województwa podkarpackiego prz.edu.pl/foresight/ Foresight technologiczny odlewnictwa polskiego sowa.iod.krakow.pl/iod/htm4/foresight.htm

19

Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobycia i przetwórstwa węgla brunatnego igo.wroc.pl/foresight/foresight.html Kierunki rozwoju technologii materiałowych na potrzeby klastra lotniczego Dolina Lotnicza dolinalotnicza.pl/en/12/12/art21.html FOREMAT – scenariusze rozwoju technologii nowoczesnych materiałów metalicz-nych, ceramicznych i kompozytowych foremat.org/ Regionalny Foresight Technologiczny LORIS WIZJA loriswizja.pl Foresight technologiczny na rzecz zrównoważonego rozwoju Małopolski foresight.msap.pl

Badania typu foresight są prowadzone od kilkudziesięciu lat w wielu krajach Europy oraz świata. Przybliżoną skalę tej inicjatywy prezentuje Europejska Sieć Mo-nitoringu Foresightów.

20

2. PRZEGLĄD I ANALIZA PROJEKTÓW FORESIGHT W OBSZARZE PRZEMYSŁU WYDOBYWCZEGO

Projekty foresight służą generalnie do diagnozowania istotnych problemów go-spodarczych i społecznych, prognozowania rozwoju (regionalnego, technologicznego) oraz wspomagania procesów decyzyjnych. W ich realizacji kluczową rolę odgrywa wspólne działanie naukowców, inżynierów, przedsiębiorców oraz przedstawicieli instytucji rządowych lub samorządowych, w nakreślaniu obszarów badań strategicz-nych oraz identyfikacji perspektywicznych technologii, które mogą w przyszłości przynieść największe korzyści gospodarcze i społeczne oraz konkurencyjność. Gospodarka każdego kraju ma charakter unikalny, dlatego też zarówno obszary badawcze objęte foresightem, jak i uzyskane rezultaty, są specyficzne dla kraju, w którym projekt jest realizowany. W zestawieniach zasobów europejskiej sieci moni-torowania foresightu (The European Foresight Monitoring Network) wymienia się kilkaset pozycji, określanych jako inicjatywy foresight. Doświadczenia tego typu pro-jektów badawczych w Stanach Zjednoczonych i Japonii liczą już ponad 40 lat, pod-czas gdy wiodące kraje europejskie (Niemcy, Francja, Wielka Brytania, Holandia) rozpoczęły takie projekty na początku lat 90. XX wieku.

W procesach foresight stosuje się kilka znanych technik prognostycznych (np. metoda Delphi, analiza SWOT, analizy trendów itp. lub ich kombinacje) – wyniki więc mogą różnić się oraz zmieniać w zależności od nakreślonych celów, przedmiotu badań, subiektywnego podejścia zespołów badawczych oraz od liczby uczestników projektu, wywodzących się z różnych obszarów. Na przykład w Japonii w projekcie zazwyczaj uczestniczą tylko eksperci z ośrodków naukowych, technologicznych i przemysłowych, a w Holandii dużo szersze gremia. Japończycy przeważnie skupiają się na ocenie przyszłych trendów technologicznych metodą Delphi, Amerykanie zaś koncentrują się na sformułowaniu listy „krytycznych technologii”, a Brytyjczycy sto-sują kombinacje różnych technik. Jeszcze inne podejście zastosowano w projekcie południowoafrykańskim: punktem wyjścia było tam określenie warunków brzego-wych dla rozwoju sektora, sformułowanych na podstawie założeń zainteresowanych podmiotów. Warunki te oraz wyniki badań rozwoju technologii na poziomie między-narodowym oraz lokalnym (uwarunkowania i tendencje technologiczne, rynek, polity-ka i strategia) zostały poddane następnie analizie SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats) oraz STEEP (Social, Technological, Economic, Ecological and Political Factors).

2.1. Metodyka foresightu

Zgodnie z definicją, foresight to proces polegający na kreowaniu kultury myślenia społeczeństwa na temat przyszłości. Istnieją też inne definicje, jak chociażby ta stwo-rzona przez Martina (1996, 2001) w 1995 roku, według której foresightem nazywa się proces polegający na próbach systematycznego spojrzenia w perspektywie długoter-minowej na przyszłość nauki, technologii, ekonomii i społeczeństwa oraz wskazanie obszarów strategicznych i kierunków rozwoju nowych technologii, biorąc pod uwagę

21

korzyści ekonomiczne i społeczne. Podobnie Georghiou stwierdził (1996, 2003), że foresight technologiczny jest środkiem systematycznej oceny rozwoju nauki i techno-logii, mającym silny wpływ na przemysłowe współzawodnictwo, dobrobyt i poprawę życia społeczeństwa. Można też foresight definiować jeszcze bardziej ogólnie, jako proces obejmujący współpracę, dyskusje oraz konsultacje między grupami partnerów, prowadzące do opracowania wspólnych wizji przyszłości i strategii, mających na celu określenie możliwości długofalowego naukowego, technologicznego i innowacyjnego rozwoju.

Reasumując, można stwierdzić, że foresight jest próbą tworzenia przyszłości i próbą jak najlepszego przygotowania się do niej. Nie jest to więc zwykłe prognozo-wanie, czy też planowanie. Foresight obejmuje najczęściej dość długi okres – od pię-ciu do trzydziestu lat. Ma za cel spojrzenie w przyszłość w sposób systematyczny, uwzględniający wymogi rynku i aspekty społeczne. Polega na tworzeniu ogólnych scenariuszy rozwoju sytuacji, przy określaniu warunków brzegowych i zbioru parame-trów stanu. Wyboru ostatecznego scenariusza dokonuje grupa ekspertów z danej bran-ży zainteresowanej realizacją takiego scenariusza, drogą konsultacji. W ramach opracowywania foresightu technologicznego należy przeprowadzić identyfikację klu-czowych technologii w przyszłości, ocenę szans i zagrożeń dla tych technologii, iden-tyfikację działań mających na celu rozwój danej technologii oraz budowę możliwych scenariuszy.

W foresightach technologicznych są stosowane różne metody. Należą do nich: 1) metoda skaningu środowiskowego, 2) metoda dynamiki systemowej, 3) metoda analizy strukturalnej, 4) analiza SWOT, 5) metoda intra- i ekstrapolacji trendów, 6) metoda modelowania i symulacji, 7) metoda gier, 8) metody kreatywne, 9) metoda paneli ekspertów, 10) metoda Delphi, 11) metoda backcasting, 12) metoda roadmappingu technologicznego i naukowego, 13) metoda technologii kluczowej, 14) metoda budowania scenariuszy, 15) metoda analizy morfologicznej i drzewa odniesień, 16) analiza wpływów, 17) analiza wielokryteriowa.

Metoda skaningu środowiskowego polega na ciągłym monitoringu technologii z ukierunkowaniem na zmiany w perspektywie długoterminowej. Pozwala ona na wskazanie kierunków przyszłego rozwoju i zmian, a tym samym daje czas na przygo-towanie się do nich. Metody skaningowe polegają na przeglądzie dostępnych baz danych, przeszukiwaniu internetu, studiach literaturowych, przeglądaniu patentów i ocenie przez panel ekspertów obecnego i możliwości przyszłego rozwoju. Skład

22

paneli ekspertów powinien zmieniać się, aby umożliwić świeże spojrzenie na proces. Na początku należy określić wymagania systemu, poziom zaangażowania oraz sposób przedstawiania wyników. Dopuszczalne są różne formy komunikacji między poszcze-gólnymi członkami panelu.

Metoda dynamiki systemowej polega na modelowaniu systemów dynamicznych za pomocą komputerowej symulacji i rozwiązywania problemów wieloaspektowych. Celem modelu jest prześledzenie wzajemnych zależności między poszczególnymi składnikami elementów środowiska, a nie analiza oddzielnych składników. Poprawnie skonstruowany model pozwala symulować te wszystkie wpływy i generować zacho-wania systemu. Ponadto, możliwość wprowadzania innych wartości zmiennych oraz możliwość modyfikacji struktury, pozwolą na symulowanie zachowania się systemu w odpowiedzi na zmieniające się uwarunkowania. Metoda poszukuje wewnętrznych przyczyn zachowania się systemu i ich reakcji na wydarzenia zewnętrzne.

Model dynamiki systemowej nadaje się tylko do analizy danej sytuacji w danym przedziale czasu, a diagram dynamiki systemowej przy modelowaniu sytuacji z wie-loma zmiennymi, jest bardzo skomplikowany. Metoda może być stosowana z więk-szością innych metod foresightu, w celu zwiększenia zrozumienia zachowania systemu lub symulowania przyszłych zmian.

Metoda analizy strukturalnej bada wpływ kluczowych zmiennych, mogących powodować problemy podczas analizy, przy pomocy krzyżowej macierzy wpływów. Metoda polega na skonstruowaniu macierzy wpływów, w wierszach której są przed-stawione analizowane trendy, a w kolumnach są wpisywane wydarzenia, jakie mogą ewentualnie wystąpić w analizowanym okresie. Dla każdej zmiennej otrzymuje się „indeks wpływu”, który mierzy intensywność, z jaką dana zmienna wpływa na sys-tem, oraz „indeks zależności”, będący miarą intensywności, z jaką system oddziałuje na daną zmienną.

W analizie strukturalnej wyróżnia się następujące etapy: • Etap identyfikacji wszystkich rodzajów zmiennych (przygotowanie pełnej listy

tych zmiennych), mających lub mogących mieć wpływ na rozważany problem (są to zarówno zmienne wewnętrzne, jak i zewnętrzne). Konieczne jest rozważenie możliwości powiązania tej listy zmiennych z opiniami uczestników foresightu oraz prześledzenie wpływu każdego uczestnika na wszystkich pozostałych uczest-ników, jak i wpływu każdego z uczestników na zmienne. Doświadczenia foresigh-tów wskazują, że liczba wszystkich zmiennych nie powinna przekraczać 70–80. Zmienne te są często zaklasyfikowane do różnych grup tematycznych. Lista zmiennych może być przygotowana przez jedną osobę, jednak w celu uniknięcia subiektywizmu, zaleca się przygotowanie jej przez grupę osób, składającą się z uczestników foresightu oraz ekspertów reprezentujących różne dyscypliny.

• Etap analizy zależności między zmiennymi, realizowany najczęściej przy użyciu macierzy wpływów, w której zmienne są umieszczane w wierszach i kolumnach. Taka macierz zawiera kompletną informację o systemie.

Analiza SWOT jest metodą wewnętrznego i zewnętrznego badania środowiska danego przedsięwzięcia. Jej wynik jest bazą planowania strategicznego. Analiza SWOT obejmuje cztery obszary: silne strony – Strengths, słabe strony – Weaknesses,

23

szanse i możliwości – Opportunities oraz zagrożenia – Threats. Jej zaletami jest pro-stota i elastyczność, natomiast wadami wielość czynników podlegających analizie, brak wymagań co do ich klasyfikacji i oceny, brak sugestii w zakresie rozwiązywania kwestii spornych oraz brak konieczności weryfikacji tez, w oparciu o dane lub analizę. Istnieje też ryzyko błędnego lub zbyt subiektywnego zdefiniowania czynników. Analiza SWOT może być poprzedzona metodą budowania scenariuszy oraz metodą DELPHI.

Analiza SWOT nie jest niezbędna w procesie foresightu, ale jest uważana za do-bry punkt startowy do dyskusji we wszystkich jego etapach. Główną zaletą metody jest jej prostota i elastyczność – jej stosowanie nie wymaga specjalnej wiedzy tech-nicznej ani umiejętności.

Analiza SWOT pozwala na syntezę i zintegrowanie różnych typów informacji. Bardzo ważnym elementem analizy SWOT jest część związana z analizą szans i zagro-żeń (tj. OT). Niedokładności w jej realizacji prowadzą do błędnych wniosków. Często jest wykonywana analiza korelacji wewnętrznych czynników, takich jak silne i słabe strony organizacji oraz czynników zewnętrznych, takich jak możliwości i zagrożenia.

Wynikiem analizy SWOT jest macierz przedstawiająca najważniejsze silne i słabe strony oraz możliwości i zagrożenia dla obszarów (sektorów/regionów/kraju), w któ-rych jest prowadzony foresight i mająca na celu umożliwienie rozsądnego rozważenia głównych celów, jakie powinny być brane pod uwagę przy opracowywaniu strate-gicznych planów rozwoju3, 4, 5 (Strategic… 1998).

Metoda interpolacji i ekstrapolacji trendów polega na dopasowywaniu linii trendu (liniowo bądź ekspotencjalnie, np. wzrost ekonomiczny czy rozprzestrzenianie się technologii) przedstawiających wielkości zmian w czasie. W dłuższym okresie obserwuje się limity wzrostu – przykładowo wzrost może być ograniczony rozmiarem populacji, w której dana technologia może być zastosowana i dla takich danych istnie-je możliwość dopasowania różnych typów krzywych.

Metoda modelowania i symulacji polega na definiowaniu i określaniu ilościo-wych relacji między mierzonymi parametrami i uwzględnianiu ich przy konstrukcji modelu matematycznego. Wynikami metody modelowania i symulacji są raporty wy-jaśniające i interpretujące praktyczne sytuacje, model i wyniki otrzymane w wyniku jego zastosowania. Ograniczeniem metody symulacji jest brak możliwości uzyskania poprawnych wyników, przy niepoprawnym określeniu danych wejściowych, brak prostej odpowiedzi na złożone zagadnienia oraz brak możliwości rozwiązania proble-mu tylko za pomocą tej metody. Interpretacja otrzymanych wyników wymaga dobrej znajomości metod statystycznych.

Głównymi celami metody są (Pedgen, Shannon, Sadowski 1995): • poznanie działania systemu, • opracowanie polityki działania lub zasobów w celu usprawnienia działania systemu, • testowanie nowych koncepcji i/lub systemów przed ich wdrożeniem, • uzyskiwanie informacji bez zakłóceń działania rzeczywistego systemu. 3 businessballs.com/swotanalysisfreetemplate.htm 4 planonline.org/planning/strategic/swot.htm 5 amputee-coalition.org/communicator/vol2no4pg1.html

24

Metoda może być wykorzystywana w zarządzaniu strategicznym, mającym na ce-lu rozeznanie przyszłych inwestycji. Jest adresowana do ludzi podejmujących decyzje strategiczne dla danej branży, naukowców posiadających wiedzę na temat analizowa-nego i modelowanego systemu (sytuacji) oraz programistów.

W metodzie modelowania i symulacji można wyróżnić następujące etapy: • etap I – określenie zakresu i konstrukcja modelu, • etap II – zbieranie danych, • etap III – testowanie modelu na podstawie zgromadzonych danych, • etap IV – analiza otrzymanych wyników (na ten etap składa się modyfikacja

modelu przez zmianę pewnych czynników, gdy scenariusze lub przewidywania uległy zmianie, np. na podstawie metody ekstrapolacji).

Metoda gier jest sposobem zrozumienia przez uczestników foresightu procesu planowania i punktu widzenia innych uczestników. Stosowana jest szczególnie w pierwszym etapie planowania współpracy, komunikacji między poszczególnymi partnerami foresightu lub przy przygotowywaniu poszczególnych ludzi do specy-ficznych przyszłych zadań. Poszczególne etapy tej metody obejmują wybór anali-zowanych celów i sytuacji, określenie zewnętrznych ograniczeń dla analizowanej sytuacji oraz określenie pełnej listy uczestników, typu i struktury projektu, a następ-nie odegranie przez uczestników przydzielonych im ról. Ostatni etap polega na roz-ważaniu możliwości rozpowszechnienia otrzymanych wyników i podjęciu decyzji, czy dany foresight dostarczy wymaganych informacji, czy też będzie konieczne przeprowadzenie nowego. W foresightach metoda ta jest zaprojektowana jako po-moc w podejmowaniu decyzji, planowaniu i wdrażaniu polityki, generowaniu prost-szych i bardziej przejrzystych decyzji lub do analizy możliwych reakcji innych członków (zespołu, grup itp.). Metoda jest szczególnie użyteczna, gdy konsekwencje pewnych decyzji lub wyznaczone kierunki rozwoju są niejasne, lub gdy cel foresigh-tu nie jest klarowny dla uczestników projektu. Beneficjentami metody są członkowie zespołów decyzyjnych, którym metoda ta dostarcza niezbędnej wiedzy o sposobie myślenia pozostałych członków zespołu/grupy itp. oraz daje odpowiedź na pytanie o możliwe reakcje partnerów na poszczególne decyzje.

Wynikiem metody jest zwiększenie świadomości oraz stworzenie podstaw do opracowania przyszłych inicjatyw. Dobrym uzupełnieniem tej metody są metody mo-delowania oraz metoda symulacji i ekstrapolacji.

Metody kreatywne obejmują metodę burzy mózgów, mindmappingu, analizy konwersacyjnej, tworzenia utopii czy też fantastyki naukowej. Najbardziej znana z wyżej wymienionych metod, metoda burzy mózgów, polega na generowaniu w pierwszym etapie jej realizacji jak największej ilości pomysłów bez ich oceniania i wstępnej selekcji. Później dopiero uczestnicy przechodzą do procesu wartościowa-nia, czyli oceny pomysłów i ich selekcji. Metoda przebiega w czterech etapach. Są to kolejno: przygotowanie, tworzenie, ocena i przekazywanie wybranych pomysłów do dalszego projektowania przez zespoły uczestniczące w foresightcie. Zaletą tej metody jest możliwość zgłoszenia przez każdego uczestnika swoich pomysłów.

Metoda burzy mózgów to niekonwencjonalny sposób zespołowego poszukiwa-nia nowych pomysłów. Metoda ta polega na generowaniu w pierwszym etapie jej

25

realizacji jak największej liczby pomysłów, bez ich oceniania i wstępnej selekcji. Następnie uczestnicy przechodzą do procesu wartościowania, a więc oceny pomysłów i ich selekcji. Zaletą tej metody jest umożliwienie każdemu uczestnikowi zgłaszania swoich pomysłów, a w drugiej części – dyskusji wszystkich uczestników nad tym po-mysłem, co zapobiega powstawaniu sytuacji konfliktowych.

W metodzie burzy mózgów wyróżnia się cztery etapy: • faza przygotowawcza, • faza tworzenia, • faza oceny, • przekazanie wybranych pomysłów.

W fazie przygotowawczej dokonuje się sprecyzowania problemu, zebrania infor-macji o problemie oraz ustalenia składu osobowego zespołu (zwykle 12 osób, z czego około 1/3 powinni stanowić laicy), z zachowaniem braku zależności typu „przełożo-ny–podwładny”. Najbardziej efektywne wyniki otrzymuje się, gdy grupy pracują przez maksymalnie jedną godzinę. Następnym etapem jest kolejna sesja z liczbą uczestników ograniczoną do trzech osób, mających już szeroką wiedzę z danej dzie-dziny (znających strategię danej firmy, potencjał danej branży).

Sukces kolejnego etapu burzy mózgów, tzw. fazy tworzenia, wymaga stworzenia odpowiedniego klimatu do pracy twórczej. Podczas tej sesji następuje przedstawienie problemu oraz, zgodnie z zasadami burzy mózgów, generowanie pomysłów. Etap ten kończy się podsumowaniem, polegającym na przeniesieniu pomysłów na specjalnie oznaczone karty oraz ewentualnym przeprowadzeniu sesji uzupełniającej, jeżeli uczestnikom nasunęły się nowe pomysły po zakończeniu sesji pierwszej.

Trzecim etapem, służącym wyborowi pomysłów do szczegółowego rozwinięcia projektowego, jest faza oceny, obejmująca ustalenie dokładnych kryteriów oceny oraz samą analizę i ocenę zebranych pomysłów. Ostatni etap burzy mózgów polega na przekazaniu wyselekcjonowanych pomysłów do dalszego projektowania, zespołom uczestniczącym w foresightcie.

Midmapping jest techniką stosowaną w dyskusjach grupowych, umożliwiającą szybkie, logiczne usystematyzowanie idei pojawiających się w czasie dyskusji oraz tworzącą ramy dla dalszej kategoryzacji generowanych informacji. Metoda może być stosowana w planowaniu i identyfikacji grup odbiorców technologii. Sprawdza się w analizie kwestii złożonych i może być wspierana odpowiednim oprogramowaniem do wizualizacji procesu brainstormingu w czasie rzeczywistym.

Panele ekspertów są to grupy ludzi, specjalistów z danej branży, upoważnionych zwykle przez administrację publiczną do rozwiązywania konkretnego problemu w założonym terminie i z zastosowaniem posiadanej przez siebie wiedzy i doświad-czenia, podczas zamkniętych spotkań odbywanych w określonych odstępach czasu. Liczba ekspertów wynosi od dwunastu do piętnastu osób, a efektem ich pracy jest raport, który następnie jest publikowany, a czasami wdrażany w życie. Na podstawie raportów są przygotowywane również opracowania i podsumowania dla kręgów de-cyzyjnych i mediów. W zrealizowanych do tej pory foresightach technologicznych, panele ekspertów były metodą najczęściej stosowaną.

26

Panele są ustanawiane w większości projektów foresightowych na różnych ich poziomach, w celu pełnienia różnych funkcji: • jako trzon foresightów technologicznych, gromadzący i analizujący dane i opinie,

stosujący szereg metod foresightowych (np. budowa scenariuszy) i formułujący priorytety i rekomendacje dla działań lub

• do wykonania określonych zadań w ramach szerszego procesu, na przykład sko-mentowania słabych sygnałów odebranych podczas realizacji metody skaningu środowiskowego lub sformułowania tez dla metody Delphi; dlatego trudno jest określić jedną metodologię pracy paneli powoływanych w foresightach technolo-gicznych do różnych celów, realizowanych różnymi sposobami.

Wynikiem foresightu technologicznego jest zwykle sformułowanie priorytetów (jakie działania powinny zostać podjęte i dlaczego) oraz zaleceń (przez kogo działania te powinny zostać wykonane). Określenie priorytetów na podstawie obszernej listy tematów (jak np. w metodzie technologii krytycznej) może odbywać się na drodze głosowania (np. on-line, nawet przy udziale zaproszonych uczestników spoza panelu). Często jednak foresight technologiczny nie stawia przed panelami zadania osiągnięcia konsensusu, identyfikacji priorytetów, czy też przedstawienia rekomendacji w zakre-sie polityki lub inwestycji. Formułowanie zaleceń konkretnych działań, na podstawie zidentyfikowanych priorytetów, ma bowiem odniesienie do konkretnych organizacji, a co za tym idzie, wyraźny aspekt polityczny. W związku z powyższym, praca paneli eksperckich w foresightach technologicznych jest ograniczana często jedynie do ana-liz i ustanawiania priorytetów, których implikacje są omawiane już na forum samych instytucji zainteresowanych.

Metoda Delphi jest to badanie sterowane przez grupę monitorującą, składające się z kilku cykli grup eksperckich anonimowych wobec siebie. Metoda wykorzystuje doświadczenie i wiedzę ekspertów z danej dziedziny. Charakterystyczną cechą tej metody jest dawanie informacji zwrotnych w celu umożliwienia ekspertom zmiany stanowiska w kolejnej rundzie, na podstawie informacji uzyskanych w poprzednim cyklu. Metoda jest wykorzystywana do badania zjawisk długoterminowych, przewi-dywania i oceny możliwych osiągnięć, bez dostępu do danych empirycznych na temat przyszłych trendów, dla rozwoju których krytyczne znaczenie mogą mieć czynniki zewnętrzne, a czynniki społeczne mogą zdominować czynniki ekonomiczne i tech-niczne.

Cechami charakterystycznymi metody Delphi są (Häder, Häder 1995): • odnoszenie się do tez, co do których wiedza jest niekompletna i niepewna, • wydawanie ocen szacunkowych w warunkach niepewności, • eksperci dobierani na podstawie posiadanej przez nich wiedzy i doświadczenia

– zdolni do wydawania kompetentnych ocen, którzy mają możliwość gromadzenia nowych informacji podczas poszczególnych cykli procesu,

• podkreślanie bardziej znaczenia aspektów psychologicznych procesu komunikacji niż modelowania matematycznego (Pill 1971; Dalkey 1968, 1969a, b; Dalkey, Brown, Cochran 1969; Krüger 1975).

27

Pierwszym krokiem w realizacji procesu jest ustanowienie komitetu sterującego i grupy zarządzającej. W fazie przygotowań do badań należy rozważyć sposób prowa-dzenia prac (np. spotkania paneli eksperckich lub/oraz: praca on-line, kwestionariusze (obecnie najczęściej stosowane) w formie elektronicznej lub papierowej, spotkania podsumowujące dotychczasowe wyniki prac, ewentualny druk ulotek, broszur, kwe-stionariuszy i raportów oraz sposób współpracy z instytucją finansującą, jeśli nie jest nią grupa zarządzająca. W następnej kolejności formułuje się obszary tematyczne ba-dań. Po określeniu zakresu tematycznego badań są formułowane tezy – przez panele ekspertów lub grupę zarządzającą na podstawie danych literaturowych i w oparciu o wyniki prac grupy formułującej temat (np. podczas burzy mózgów). Liczba tez powinna następnie zostać ograniczona do około 50 na kwestionariusz.

Pytania ujęte w kwestionariuszach odnoszą się do sformułowanych tez, perspek-tyw ich realizacji (zwykle perspektywa 30 lat lub więcej w przedziale czasu 5 lat), przewidywanych przeszkód na drodze do osiągnięcia celu (natury ekonomicznej, technologicznej, społecznej, politycznej). Pytania mogą też dotyczyć poziomu wiedzy eksperckiej respondenta na dany temat.

Korzystne jest stawianie pytań otwartych, pozostawianie miejsca na komentarz oraz propozycje dodatkowych pytań, tematów i tez alternatywnych do przedstawio-nych w danym kwestionariuszu. Uzyskane dane podlegają obróbce statystycznej (np. wykresy procentowe) i są przedstawiane we wcześniej ustalonej z „klientem” formie (raporty na temat przewidywań zaistnienia sekwencji zdarzeń, z oceną badane-go tematu, z uwzględnieniem różnych kryteriów, ocena ważności celów, napędy zmian itp.). Dane z poszczególnych rund badań (nie więcej niż 4) również podlegają obróbce statystycznej i wraz z uzasadnieniem opinii statystycznie najbardziej odbiega-jących od pozostałych, stanowią informację zwrotną dla ekspertów do kolejnych rund badań.

Najprostszą metodą prezentacji wyników badań metodą Delphi są rankingi – dla scharakteryzowania, na przykład najważniejszych tematów. Na pograniczu analizy ilościowej i jakościowej plasuje się grupowanie jakościowe, polegające na wyodręb-nieniu najważniejszych tematów (najwyżej ocenianych) z różnych kategorii ważności (np. dla gospodarki, społeczeństwa) i ich jakościowym zgrupowaniu. Rysunki w ra-portach są stosowane w celu zobrazowania i ułatwienia zrozumienia przekazywanych idei. Scenariusze lub plany technologiczne mogą być zastosowane do prezentacji od-powiedzi na pytania o ramy czasowe rozwoju danego zjawiska. Zastosowanie bardziej zaawansowanych metod obliczeń z użyciem oprogramowania komputerowego umoż-liwia na przykład sprawdzenie korelacji ważności i czasu realizacji zjawiska.

Metoda backcasting polega na opracowywaniu scenariuszy normatywnych i badaniu ich wykonalności. W metodzie określa się pożądaną wizję przyszłości, następnie opracowuje rozwiązania alternatywne, podlegające następnie analizie i iden-tyfikacji „wąskich gardeł”, a w końcu wybiera się opcję i opracowuje plan działania. Zaletą metody jest umożliwienie swobodnej dyskusji uczestników, między którymi występuje konflikt interesów, a wadą – długi czas realizacji, podczas którego mogą wystąpić zmiany prowadzące do opóźnień.

28

Metoda jest stosowana w przypadku złożoności problemu i dużej liczby aktorów oraz gdy, mimo zdefiniowanej wizji przyszłości, sposób jej osiągnięcia jest niesprecy-zowany. Prowadzi to do tworzenia planów badań w celu wdrożenia wymaganych dzia-łań. Metoda może być scharakteryzowana jako proces społecznej edukacji. Metoda jest adresowana do kierownictwa średniego i wyższego szczebla przedsiębiorstw, sektora badawczo-rozwojowego i rządu oraz ciał decyzyjnych. Nacisk kładzie się na tworzenie planu działań związanych z rozwiązywaniem złożonych problemów społecznych.

Cechą charakterystyczną metody backcasting jest zaangażowanie uczestników we wczesnej fazie działań foresightowych i rozwój wizji długoterminowej pożądanego scenariusza. Metodami uzupełniającymi są: metody LCA i analiz ekonomicznych oraz roadmapping technologiczny dla opisu rozwiązań alternatywnych oraz brainstorming dla tworzenia ich opcji (Robinson 1982, 2003; Weaver i in. 2000; Jansen 2003).

Metoda planu technologicznego i naukowego polega na tworzeniu wizji i szcze-gółowych projekcji możliwych osiągnięć technologicznych i produktów. Stanowi szerokie spojrzenie na przyszłość wybranego obszaru zainteresowania, na podstawie wiedzy i przy użyciu wyobraźni inspiratorów zmian. Tworzenie planu technologicz-nego, to tworzenie wykresów przedstawiających rozwój technologii w perspektywie, z uwzględnieniem rozwoju produktów i usług, strategii biznesowej i możliwości rynkowych. Są to histogramy, tabele, wykresy obrazkowe, schematy blokowe itp. Cechą charakterystyczną planu technologicznego jest jego przejrzystość, skupienie na informacjach przedstawionych w formie graficznej oraz skupienie się na aspek-tach istotnych przy podejmowaniu decyzji strategicznych.

Tworzenie planu technologicznego przebiega przez gromadzenie, syntezę i wery-fikację informacji oraz przestawianie trendów w postaci graficznej, powiązanej z od-powiednimi dokumentami. Nie jest przy tym konieczne praktyczne opracowanie jednej zestandaryzowanej metodologii. Wskazane jest raczej stosowanie procesu mo-dułowego, wykorzystującego toolbox z modułami zależnymi od obszaru, kontekstu i celu badań.

Głównymi cechami charakterystycznymi dobrego planu technologicznego są: • przejrzystość, • adekwatność, • skupienie się na informacjach przedstawionych w formie graficznej, • jasna synteza, • prezentacja zagadnień kluczowych, umożliwiająca ciałom decyzyjnym skupienie

się na aspektach istotnych przy podejmowaniu decyzji strategicznych.

Plany technologiczne mogą przybierać różne formy. W ogólnym ujęciu są to wy-kresy przedstawiające perspektywiczny rozwój technologii, z uwzględnieniem rozwo-ju produktów i usług, strategii biznesowej i możliwości rynkowych. Budowanie planu technologicznego może być przeprowadzone jednorazowo lub też stanowić istotną część procesów planowania i budowania strategii.

Metoda technologii kluczowej ma na celu identyfikację krótkoterminowych priorytetów badawczych, obejmujących okres od trzech do dziesięciu lat i mających duży wpływ na rozwój ekonomiczny oraz zaspokajanie potrzeb społecznych, przy optymalnym wykorzystaniu ograniczonych funduszy publicznych. Określając techno-

29

logie krytyczne uwzględnia się między innymi aspekt polityczny. Metoda ta zapewnia szybkie uzyskanie wyników, przy stosunkowo niskich kosztach, nie jest jednak opty-malna z punktu widzenia obiektywności wyników. Często jest krytykowana za brak scenariuszy alternatywnych przyszłości, ograniczanie się do analizy aspektów techno-logicznych i ekonomicznych, bez uwzględniania szerszych aspektów społecznych.

Przy określaniu technologii krytycznych bierze się pod uwagę: • aspekt polityczny – powinien zostać wskazany rodzaj interwencji politycznej dla

realizacji wyników badań, szczególnie w zakresie procesów badawczo-rozwojowych, komercjalizacji, rozpowszechniania i wdrażania wyników,

• wyróżnianie się – nie jest dopuszczalne przedstawianie technologii zaawansowa-nej (powszechnej) jako technologii krytycznej,

• odtwarzalność – wyniki powinny być odtwarzalne przy użyciu zastosowanych procedur, nawet przez osoby niezaangażowane w projekt (Steven i inni 1998)6, 7.

Metoda budowania scenariuszy to metoda opisu przyszłości lub pewnych jej aspektów przy uwzględnieniu kwestii najbardziej istotnych. Nie jest to przewidywanie przyszłości, lecz symulowanie efektów podjęcia różnych decyzji. Scenariusze mogą być stosowane jako punkt wyjściowy do dyskusji i tworzenia idei podczas prac pane-lowych, jako narzędzia do testowania przyjętej polityki, jak również do wymiany po-glądów na temat wizji przyszłości podczas procesów foresightowych. Mogą mieć charakter poszukiwawczy, dynamiczny oraz statyczny. Sposoby budowy scenariuszy polegają na stosowaniu modeli symulacyjnych, pracy niewielkich grup ekspertów lub organizacji spotkań roboczych.

Scenariusze mogą być stosowane jako punkt wyjścia do dyskusji i generowania idei podczas prac panelowych, jako narzędzia do testowania solidności przyjętej polityki, do wymiany poglądów na temat wizji przyszłości, podczas procesu foresigh-towego oraz jako produkt tego procesu – do prezentacji wyników foresightu w szer-szych kręgach.

Scenariusze mogą mieć charakter poszukiwawczy – skupiając się na tym, co mo-że zdarzyć się przy spełnieniu założonych warunków lub normatywny – zadając pyta-nie, jak określone cechy przyszłości mogą zostać osiągnięte lub jak można ich uniknąć. Scenariusze zawierają informacje jakościowe i ilościowe, prezentowane w formie dyskusji, narracji lub tabelarycznej. Scenariusze mogą mieć charakter dyna-miczny (koncentrować się na rozwoju zdarzeń lub trendów) lub statyczny (skupiać się na określonym punkcie w przyszłości). Różne są też sposoby budowy scenariuszy: od zastosowania modeli symulacyjnych, przez pracę niewielkich grup ekspertów, do organizacji spotkań roboczych. Metoda jest stosowana od lat 60. XX wieku (Irvine, Martin 1984)8.

6 Technologies Clés: Ministry of Economy Finance and Industry, France, 362 pages, September 2000

(minefi.gouv.fr). 7 Proposal of the National Research Programme, Ministry of Education, Youth and Sports, Czech Re-

public and the Research and Development Council of the Czech Republic, Prague, March 2002 (fore-sight.cz).

8 esrc.ac.uk/2010/docs/britain.html, forlearn.jrc.es/guide/0_home/index.htm

30

Analiza morfologiczna i drzewo odniesień są jednymi z kilku metod przewidy-wania normatywnego, polegającego na identyfikacji warunków, działań, technologii itp., koniecznych do osiągnięcia przyszłych potrzeb lub celów, określonych w pierw-szym etapie procesu. Drzewo odniesień jest metodą analityczną, dzielącą obszerne zagadnienie na coraz mniejsze podzagadnienia, wskazującą wszystkie możliwe ścieżki wiodące do celu, wraz z nakładami, czasem trwania i prawdopodobieństwem dla każ-dego z elementów. Metoda ta jest stosowana do analizy sytuacji o znacznym stopniu złożoności. Drzewo odniesień ma strukturę schematu organizacyjnego i prezentuje informacje w strukturze hierarchicznej, od dużego poziomu abstrakcji do szczegółów. Wpisy na danym poziomie mają za zadanie, w sposób wyczerpujący, opisać element znajdujący się powyżej w strukturze drzewa. Analiza morfologiczna natomiast obej-muje mapowanie tematu w celu uzyskania szerokiej perspektywy istniejących rozwią-zań i przyszłych możliwości. Analiza morfologiczna jest obecnie często stosowana jako metoda uzupełniająca metodę drzewa odniesień.

Analiza wpływów to rodzina technik oceny zmian prawdopodobieństwa zaistnie-nia danego zestawu zdarzeń w oparciu o rzeczywiste istnienie jednego z nich. Obecnie metoda ta jest stosowana oddzielnie lub łącznie z innymi metodami do oceny przy-szłości poszczególnych sektorów przemysłowych, ewolucji geopolitycznej świata, przyszłości działań korporacyjnych czy zatrudnienia.

Analiza wielokryteriowa ma na celu porównanie różnych działań lub rozwiązań według różnych kryteriów i polityki na podstawie oceny średniej ważonej. Metoda może być stosowana w projektach typu foresight, jako narzędzie do osiągania konsen-susu w grupach roboczych, na przykład w kwestii najlepszego scenariusza lub w krę-gach decyzyjnych, do określania, która polityka pozwoli na osiągnięcie celu zdefiniowanego przez kilka kryteriów, opracowanych przez eksperta lub samych zain-teresowanych.

2.2. Przegląd projektów foresight realizowanych na świecie

REPUBLIKA POŁUDNIOWEJ AFRYKI9

Projekt pod nazwą National Research and Technology Foresight (NRTF) jest jedną z licznych inicjatyw, zapoczątkowanych przez południowoafrykański Depar-tament Sztuki, Kultury, Nauki i Technologii (Department of Arts, Culture, Science and Technology – DACST), skierowanych na reformowanie systemu nauki i techni-ki w Republice Południowej Afryki. Projekt ten dotyczy wielu sektorów gospodarki Republiki Południowej Afryki, a górnictwo i hutnictwo było jednym z dwunastu wybranych sektorów, które będą miały najbardziej znaczący wpływ na przyszły rozwój kraju. Wyboru tych sektorów dokonano na podstawie oceny ich znaczenia dla całej gospodarki narodowej. Ocenę tę oparto na dostępnych danych dotyczących wpływu poszczególnych sektorów na poziom bieżącego oraz prognozowanego za-

9 Opracowano na podstawie raportu „Foresight w górnictwie i hutnictwie RPA” (Foresight Mining and

Metallurgy Report) – www.dst.gov.za

31

trudnienia, udział w wytwarzaniu dochodu narodowego, wielkość eksportu i inne znaczące statystyki.

Analiza projektów foresightowych, realizowanych na świecie, doprowadziła rea-lizatorów projektu NRTF do konkluzji, że badania z dziedziny górnictwa i metalurgii przechodzą okres znaczących zmian (podobnie zresztą jak i inne dyscypliny badaw-cze), jednakże w odniesieniu do górnictwa niektóre zmiany można uznać za skrajne: na przykład w większości głównych rozwiniętych krajów „górniczych” nastąpiła nie-mal całkowita likwidacja centralnych instytucji badawczych.

Bazę do określenia wizji projektu stanowiły tezy zawarte w południowoafrykań-skiej „Białej Księdze” pt. „Polityka w zakresie surowców mineralnych i górnictwa dla Południowej Afryki”. W dokumencie tym nakreślono plany rządu RPA w stosunku do zawartego w tytule obszaru. Wskazano bardzo ogólnie kierunki prac badawczo- -rozwojowych (w dziedzinie poszukiwań, wydobycia, przeróbki, wzbogacania oraz ochrony środowiska). Prace te powinny wykorzystywać potencjał kraju w kierunku wytwarzania – na bazie rodzimych surowców mineralnych – możliwie najbardziej przetworzonych produktów (o największej wartości dodanej). Zalecenia te odnoszą się zarówno do górnictwa w mniejszej skali, jak i do największych przedsięwzięć górni-czych. Dla tych ostatnich stworzono dwa współpracujące ze sobą programy badawcze, z udziałem zarówno doradców naukowych, instytucji badawczych i przemysłu górni-czego, jak i związków zawodowych. Program pod nazwą COALTECH 2020 dotyczy problemów górnictwa węglowego, natomiast program o nazwie DEEPMINE skupia się przede wszystkim na problemach głębinowego górnictwa złota i platyny.

Głównym celem programu COALTECH 2020 jest rozwój technologiczny i wdro-żenie wyników badań, które umożliwią przemysłowi węglowemu RPA utrzymanie konkurencyjności, zapewnią zrównoważony rozwój i bezpieczeństwo w XXI wieku. Na program ten składają się pojedyncze projekty lub prace mieszczące się w obszarze siedmiu technologii: geologia i geofizyka, górnictwo podziemne, górnictwo odkryw-kowe, przeróbka węgla i jego dystrybucja, ochrona środowiska na powierzchni oraz aspekty ludzkie i społeczne.

Za misję foresightu uznano promowanie i rozpowszechnianie innowacji, przez określanie możliwości rozwoju gospodarczego i społecznego. Dla wdrożenia tego procesu konieczne było powołanie koordynatorów dla każdego z 12 sektorów, a także wybranie sektorowych grup roboczych. Badanie ankietowe (prowadzone w oparciu o specjalnie w tym celu przygotowane kwestionariusze) jest główną częścią procesu foresightowego. Respondenci byli proszeni o przedstawienie swojego poglądu na zakres tematów wybranych przez grupę roboczą. Potem następowała druga runda (seria) ankietowania, w której respondenci mieli sposobność weryfikacji swoich od-powiedzi – w konfrontacji z opinią większości – wyrażonych w pierwszej rundzie. Wypowiedzi respondentów przy takiej metodzie badań są uważane za bardziej miaro-dajne, ze względu na wysoki poziom poufności (anonimowość respondentów). Ta metoda jest używana od ponad trzydziestu lat i jest podstawą sukcesu zagranicznych programów foresight i innych podobnych badań.

32

Formularz ankiety został tak skonstruowany, żeby respondentom dać możliwość dodawania własnych komentarzy lub nawet formułowania odrębnego stanowiska. Wypowiedzi musiały spełniać następujące kryteria: • każda powinna dotyczyć tylko jednej idei, • powinny zawierać element futurystyczny, • powinny być wypowiedziami zamkniętymi, • 70% z nich powinno skupiać się na badaniach i technologii, • 30% z nich powinno dotyczyć spraw politycznych i ogólnych, • powinny odpowiadać na pytania: „Dlaczego?” i „Czy to możliwe?”.

Każda z wypowiedzi powinna mieć trzy składowe: 1) pomysł (np. technologia, badania, rynek itp.), 2) konkretne rozwiązanie, przedmiot, ukierunkowane zastosowanie użycia, 3) wskazanie „stanu rozwoju” określonego badania, technologii, zastosowania bądź

rynku, między innymi za pomocą następujących „słów wiodących”: - wyjaśnienie: naukowo i teoretycznie określić (wyjaśnić) zasady i zjawiska, - rozwój: osiągnięcie specyficznego technologicznego celu dla kompletnego pro-

totypu, - praktyczne zastosowanie: pierwsze praktyczne zastosowanie innowacyjnego

produktu lub usługi, - szerokie zastosowanie: znacząca penetracja rynku do poziomu, na którym pro-

dukt lub usługa jest w powszechnym użyciu.

Wyniki badania posłużyły do sformułowania celu i misji foresightu w górnictwie i hutnictwie, którym było określenie tematów strategicznych badań i technologii w sektorze górnictwa i hutnictwa Republiki Południowej Afryki, które mogłyby dać krajowi istotne korzyści gospodarcze i społeczne w następnych 10–20 latach.

STANY ZJEDNOCZONE

Przyszłość zaczyna się od górnictwa: wizja górnictwa amerykańskiego w XXI wieku (The Future Begins with Mining: A Vision of the Mining Industry of the Future)

Jest to pierwszy etap studiów nad rozwojem przemysłu górniczego w USA, który z kolei jest częścią ogólnego studium „Przemysły przyszłości”. Dokument został opracowany we wrześniu 1998 roku przez Narodowe Stowarzyszenie Górnictwa – Fundację na rzecz Przyszłości Ameryki. Zasadniczym założeniem projektu było wskazanie wizji górnictwa, które od początku rozwoju cywilizacji jawi się podstawo-wym ogniwem, zapewniającym surowce do rozwoju przemysłu ciężkiego (rewolucja przemysłowa), jak również najbardziej nowoczesnych technologii.

Wizja górnictwa amerykańskiego w 2020 roku zakłada jego prymat w świecie zarówno pod względem ilości wydobywanych surowców, jak również najniższych kosztów i największego bezpieczeństwa pracy. Realizacja takiej wizji górnictwa świa-towego jest możliwa przez poprawę wszystkich elementów pozyskiwania surowców mineralnych, jak: poszukiwania geologiczne, wydobycie, przetwórstwo, utylizacja

33

i recykling materiałów odpadowych oraz bezpieczne składowanie odpadów, dla któ-rych na obecnym poziomie techniki nie ma możliwości wykorzystania.

Analiza raportu pozwala wyciągnąć następujące wnioski: 1. Raport nie zdradza w szczegółach metodyki jego wykonania i uzyskania zaprezen-

towanych wniosków globalnych, co byłoby cennym materiałem instruktażowym do budowy metodyki tworzenia raportu w Polsce.

2. Raport nie przedstawia szczegółowej wizji górnictwa amerykańskiego. Większość stwierdzeń to ogólniki dające się sprowadzić do kilku zasad: wydobywać więcej, taniej, bezpieczniej i mniej zanieczyszczać środowisko.

3. Raport podkreśla potrzebę dominującej i pierwszoplanowej roli górnictwa amery-kańskiego w ogólnoświatowej rywalizacji o rynki zbytu.

Technologie przeróbki (wzbogacania) surowców mineralnych: plan technologiczny

Dokument Mineral Processing Technology Roadmap 2000, został sporządzony we wrześniu 2000 roku i opisuje pozytywną i produktywną wizję przemysłu górnicze-go USA do 2020 roku. Ustala on również długoterminowe cele dla tego przemysłu. W raporcie przedstawiono plan technologiczny dla badań technologii przeróbki (wzbogacania) w przemyśle górniczym USA. Dokument został opracowany w oparciu o wyniki konferencji (warsztatów) na temat planu technologicznego dla technologii przeróbki (wzbogacania), sponsorowanej przez Krajowe Stowarzyszenie Górnicze wspólnie z Departamentem Energii USA, Biurem Efektywności Energetycznej i Ener-gii Odnawialnych oraz Biurem Technologii Przemysłowych.

Plan technologiczny identyfikuje trzy obszary technologii przeróbki (wzbogaca-nia), w których można spodziewać się największego postępu. Są to: 1) przeróbka minerałów, 2) fizyczne oddzielanie (separacja), 3) chemiczne oddzielanie (separacja).

Wdrażanie działalności badawczej w zakresie przeróbki, wyszczególnionej w planie technologicznym oraz realizacja określonych w niej celów, leżą u podstaw dążenia przemysłu górniczego do osiągnięcia do 2020 roku ważnych celów w pięciu głównych obszarach: energia, środowisko, zdrowie i bezpieczeństwo, wydajność oraz baza rezerw dla dostaw minerałów. Te cele zostaną osiągnięte tylko przez ciągłe part-nerstwo badawcze między przemysłem, rządem i wyższymi uczelniami. Aby to part-nerstwo było efektywne, ważne jest, żeby każdy uczestnik rozumiał priorytety i wartości innych partnerów. Głównym celem planu technologicznego było pokazanie zależności między różnymi procesami i technologiami oraz uwydatnienie wzajemnych związków między nimi.

Plan technologiczny kształcenia kadr dla górnictwa

Przez implementację zadań zawartych w planie technologicznym (Education Roadmap for Mining Professionals), przemysł górniczy dąży do osiągnięcia ważnych celów w trzech obszarach: • opracowanie elastycznego programu kształcenia, dopasowanego do potrzeb spo-

łecznych,

34

• stworzenie i utrzymanie atrakcyjnych, dobrze płatnych i dających satysfakcję miejsc pracy,

• edukacja społeczeństwa na szczeblu uniwersyteckim i szkół średnich w zakresie nowoczesnego oblicza górnictwa.

Cele mogą zostać osiągnięte, gdy między przemysłem, rządem i ośrodkami naukowymi zaistnieją i będą utrzymywać się partnerskie stosunki. Aby to partner-stwo było odpowiednio silne, niezmiernie ważne jest, aby każdy z partnerów rozu-miał priorytety i wartości innych partnerów. Plan technologiczny przedstawia te zależności i podkreśla wzajemne relacje. Jednocześnie, osiągnięcie tych celów spo-woduje przyciągnięcie większej liczy studentów do zawodu górnika i innych zawo-dów pokrewnych. Do realizacji celów konieczne są dwa uwarunkowania. Pierwszym jest elastyczność, która ma pozwolić na spełnienie zmieniających się potrzeb społe-czeństwa. Zapotrzebowanie społeczeństwa obejmuje szeroki obszar – od potrzeb materialnych, służących utrzymaniu standardu życia, do działań przyjaznych dla środowiska. Aby spełniać potrzeby społeczeństwa, specjaliści górnicy muszą być elastyczni w zakresie swojego wykształcenia i wykonywanego zawodu, aby mogli wykonywać różne prace związane z górnictwem: od poszukiwań geologicznych i projektowania kopalń, do wydobycia surowca, jego przeróbki i w końcu likwidacji kopalni. Elastyczność pozwala również inżynierom górnikom na „przebranżawianie się” i działalność w innych obszarach związanych z górnictwem, takich jak biznes lub praca na rynkach zagranicznych. Elastyczny program i zawód podnoszą atrak-cyjność działalności górniczej.

NOWA ZELANDIA10

Nowa Zelandia ma duże, choć nie do końca udokumentowane, zasoby większości surowców niemetalicznych i skalnych, które mogą być przez wiele lat eksploatowane na potrzeby rynku krajowego. W trakcie opracowywania strategii przemysłu poddano analizie przyczyny niewykorzystywania aktualnego potencjału. Uwzględniono brak koordynacji przemysłów, negatywny odbiór społeczny, obojętność rządu wobec pro-blemów przemysłu oraz politykę ekologiczną w zakresie ochrony terenu. Wykorzy-stanie istniejącego potencjału będzie wymagało zatem zmian w odbiorze społecznym, polityce rządu i administracji oraz w samym przemyśle surowców mineralnych.

Badania oraz budowa strategii zostały wykonane przez zespół składający się z przedstawicieli sektora, wyłonionych jako wynik zorganizowanych warsztatów dla szerszej reprezentacji przemysłu. Zespół ten nakreślił wzorzec budowy strategii, skła-dający się z czterech etapów: 1. Znaczenie sektora w 2010 roku. 2. Rezultaty przyczyniające się do realizacji tego znaczenia. 3. Kompetencje wymagane do osiągnięcia rezultatów. 4. Inwestycje niezbędne do osiągnięcia rezultatów.

10 Opracowano na podstawie dokumentu: New Zealand Foresight Project: Minerals and Mining Sector

Strategy Vision for 2010.

35

Pożądane rezultaty zostaną osiągnięte do 2010 roku, dzięki nabyciu nowych umiejętności przez osoby działające w przemyśle, przez instytucje naukowe i eduka-cyjne oraz przez agendy rządowe. • Dodatkowe kompetencje – wymagane aby uzyskać wsparcie oraz, aby rozpoznać

potrzeby i korzyści przemysłu krajowego – obejmują: - zdolności, wiedzę i technikę do przełożenia technicznych informacji na język,

który jest zrozumiały dla społeczeństwa oraz podanie mu tej informacji, - zdolności do działania i komunikowania się w grupie w celu zbudowania efek-

tywnych więzów z akcjonariuszami i zdobycia ich poparcia w uzyskaniu dostę-pu do zasobów,

- zdolności do zaspokajania potrzeb użytkowników końcowych, przez badania rynku i zachowań konsumenckich,

- wiedzę o wartości każdego produktu. • Dodatkowe umiejętności – wymagane, aby zapewnić maksymalizację wkładu

przemysłu w zrównoważony rozwój narodu – obejmują: - zdolności, wiedzę i technikę do rozpoznania potencjału Nowej Zelandii

w zakresie surowców mineralnych oraz do znalezienia i udokumentowania złóż surowców,

- wiedzę o stanie aktualnym w zakresie technologii poszukiwania, eksploatacji, przeróbki i zarządzania środowiskiem, adekwatną do posiadanych surowców,

- mechanizm oceny i porównania wartości powierzchni ziemi z wartością, jaka jest pod powierzchnią,

- działania organizacyjne – służące gromadzeniu, interpretacji i transformacji wiedzy technicznej i oszacowaniu wartości dla rozwoju polityki regulacyjnej,

- analizę marketingową i trendów zachowań konsumenckich oraz społecznych oczekiwań,

- umiejętność budowania i utrzymywania marki na wszystkich szczeblach prze-mysłu,

- zdolność do innowacyjnego działania – definiowanie nowych sposobów użyt-kowania surowców mineralnych i rozwijanie nowych technologii,

- umiejętność eksportowania wiedzy i technologii.

PROJEKT EUROPEJSKI Z UDZIAŁEM POLSKI11

Stworzony w ramach projektu plan technologiczny jest wynikiem współdziałania 20 partnerów z 10 krajów Europy (Finlandia, Grecja, Hiszpania, Niemcy, Polska, Portugalia, Słowacja, Szwecja, Wielka Brytania i Włochy) oraz, w późniejszej fazie współpracy, na zasadzie członka stowarzyszonego z kolejnymi 10 partnerami z 5 kra-jów, którzy podjęli próbę określenia najistotniejszych czynników decydujących o możliwości rozwoju szeroko pojętego górnictwa europejskiego w obliczu zmian gospodarczych i środowiskowych w świecie.

Szczególnym przedmiotem analizy były trzy podstawowe zagadnienia: • górnictwo i środowisko, 11 Opracowano na podstawie dokumentu: Plan technologiczny dla Europejskiej Sieci Regionów Górni-

czych (European Network of Mining Regions).

36

• socjoekonomiczne skutki przemian w górnictwie, • rozwój klastrów górniczych i przemiany przemysłowe.

Plan technologiczny jest wynikiem dwuletniej współpracy przedstawicieli regio-nów górniczych, reprezentowanych przez ekspertów wywodzących się z ośrodków naukowo-badawczych, uczelni górniczych poszczególnych krajów, przedsiębiorstw górniczych, jednostek samorządu lokalnego, ośrodków władzy centralnej (administra-cja rządowa i wojewódzka regionów).

Opracowany plan technologiczny współdziałania regionów górniczych nie jest dokumentem całkowicie zbieżnym z filozofią programów foresight, bowiem bardziej wskazuje na istotne potrzeby regionów górniczych w dostosowywaniu się do bieżącej sytuacji, niż kreuje wizje przyszłości tych regionów. Metodyka tworzenia planu tech-nologicznego wskazuje, że jest on przydatny w zbiorowym środowisku, bardzo zróż-nicowanym pod względem bieżących wymagań, przy formowaniu problemów globalnych i wspólnych dla wszystkich regionów.

WIELKA BRYTANIA12

Celem dokumentu Evaluation of the United Kingdom Foresight Programme. Final Report była ocena projektów foresight realizowanych w okresie 2000–2002 w Wielkiej Brytanii. Żaden z projektów nie dotyczył co prawda przemysłu wydobyw-czego, ale warto zwrócić uwagę na ciekawy sposób oceny projektów. Oceny tej doko-nała wyspecjalizowana jednostka naukowa PREST (Policy Research in Engi- neering Science & Technology, Manchester Business School, University of Manche-ster).

W odniesieniu do każdego ocenianego projektu typu foresight były stawiane na-stępujące pytania: • Czy możliwe byłoby zaistnienie danego projektu bez działania podjętego w ra-

mach foresightu? • Jeżeli tak, czy charakter prac byłby różny (powolniejszy, zredukowany zakres

itp.)? • Czy sieci oraz wprowadzone programem działania były kontynuowane po przeka-

zaniu ich innym jednostkom? • Do jakiego stopnia uczestnictwo w programie zwiększyło skłonność do stosowa-

nia w decyzjach politycznych argumentów bazujących na nauce? • Do jakiego stopnia program spowodował korzystanie w innych działaniach z na-

rzędzi i procesów stosowanych w projektach typu foresight?

Każdy projekt był oceniany pod kątem celów oraz zadań, zastosowanej metodo-logii, danych wyjściowych, efektów natychmiastowych i długoterminowych, roli mi-nisterstw, usytuowania projektu oraz jego opłacalności. W celu przedstawienia w sposób klarowny powiązania między racjonalnymi przesłankami i celami programu został przygotowany schemat logiczny dla programu. Efekty programu są rozłożone

12 Opracowano na podstawie dokumentu: Evaluation of the United Kingdom Foresight Programme. Final

Report. PREST, Manchester Business School, University of Manchester, March 2006.

37

w czasie: natychmiastowe – podczas realizacji programu/projektu, pośrednie (czasem nazywane są danymi wyjściowymi) – które stają się oczywiste na zakończenie pro-gramu/projektu oraz ostateczne – pojawiające się jakiś czas po zakończeniu (czasem nazywane są wynikami).

2.3. Podsumowanie

Zespoły uczestniczące w realizacji projektu „Scenariusze rozwoju technolo-gicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego” dokonały przeglądu kilku-dziesięciu projektów, spośród których kilkanaście dotyczyło różnych aspektów działalności górniczej. Oceniając przydatność analizowanych projektów wybrano sześć projektów, które – zdaniem autorów – ujmują najważniejsze zagadnienia, któ-re powinny być brane pod uwagę przy formułowaniu scenariuszy rozwoju górnictwa węgla kamiennego w Polsce.

Z przeprowadzonych analiz wypływają następujące wnioski: • Metody i techniki stosowane w projektach typu foresight są bardzo różne – stoso-

wane bywają zarówno wybrane techniki badawcze, jak i ich kombinacje. W anali-zowanych projektach foresight, dotyczących przemysłu wydobywczego, zespoły badawcze wykorzystywały głównie metodę Delphi, plany technologiczne oraz techniki mieszane.

• Efektem wszystkich projektów foresightowych, bez względu na zastosowaną metodę, jest przegląd stanu wiedzy w danej dziedzinie, wizje przyszłości stworzo-ne podczas badań, czasami wdrożenia, a w każdym przypadku nowe kontakty two-rzące sieć współpracy między uczestnikami projektu.

• Metodologia zastosowana w projekcie RPA może być uznana za przydatną i re-komendowaną w realizacji foresightu dotyczącego strategii rozwoju polskiego górnictwa węgla kamiennego, dlatego opisano ją bardziej szczegółowo, skupiając się szerzej na wyodrębnieniu zagadnień merytorycznych (problemów i technolo-gii), które powinny być przedmiotem badań ankietowych.

• Metodyka zastosowana w projekcie ENMR, polegająca na tworzeniu scenariuszy rozwoju, na podstawie wyników dyskusji w trakcie tematycznych warsztatów regionalnych oraz warsztatów europejskich, jest skuteczna i również może być zastosowana w realizacji programów foresight.

• Dokonany przegląd projektów foresight dowodzi, że wiele zagadnień jest spój-nych (lub identycznych) z występującymi w Polsce. Część jest (pozornie) odmien-na, na przykład współpraca prywatnych przedsiębiorców z władzami – bowiem projekty te były realizowane w krajach, gdzie przemysł wydobywczy znajduje się w przeważającej części w rękach prywatnych.

• W analizowanych projektach zwraca uwagę akcentowanie znaczenia dbałości o właściwe stosunki społeczne i zachowanie praw ludności do współuczestnicze-nia w decydowaniu o przyszłości górnictwa w danym regionie (występuje to zwłaszcza w krajach, po pierwsze rozległych, a po drugie – wielokulturowych, o znacznym odsetku ludności autochtonicznej. Tak jest na przykład w Australii, Nowej Zelandii, Kanadzie czy Republice Południowej Afryki.

38

• Dużo większą troskę i dbałość o wizerunek przemysłu wydobywczego wykazują duże firmy prywatne, które – oprócz konieczności uzyskania akceptacji społecznej dla swej działalności – są uzależnione również od administracyjnych decyzji władz (na szczeblu centralnym lub lokalnym), np. w uzyskiwaniu koncesji czy pozwoleń.

• Podkreśla się absolutną konieczność pełnego porozumienia we współdziałaniu przemysłu wydobywczego z władzami na szczeblu rządowym i samorządowym oraz ze społecznościami lokalnymi. Wspólne działania odnoszą się zarówno do sfery ekonomicznej i społecznej, jak i etycznej. Konieczna jest pełna jawność podejmowanych decyzji (w odniesieniu do planowanego rozwoju górnictwa) i od-powiednio wczesne i szerokie informowanie o planach i zamierzeniach.

• We wszystkich analizowanych krajach, bardzo ważna była współpraca wszystkich uczestników projektu (uczestnicy ci są nazywani także udziałowcami lub akcjona-riuszami). Za takich uważa się zarówno władze (centralne i/lub lokalne), przedsię-biorców (przemysł), instytucje naukowe, jak i społeczeństwo.

• We wszystkich projektach foresight dotyczących górnictwa, akcentuje się ważne miejsce przemysłu wydobywczego w rozwoju kraju. Podkreśla się potrzebę uświadamiania społeczeństwu znaczenia górnictwa, na co zwrócono uwagę we wszystkich projektach, a szczególnie podkreślono i wyartykułowano w projektach amerykańskich.

• Strategia rozwoju kraju musi być realizowana przez odpowiednio wykształcone kadry (pracownicy inżynieryjni oraz górnicy). Zauważono w projektach (Austra-lia, Nowa Zelandia) potrzebę edukacji zawodowej. W Polsce w ostatnich latach zlikwidowano niemal wszystkie szkoły górnicze, a skutki braku kadr są odczuwal-ne już dziś w całej branży. Należy rozważyć umieszczenie tego zagadnienia wśród zapytań formułowanych w kwestionariuszach.

• Realizacja technologicznego projektu foresight, skupionego na procesach dotyczą-cych jednej branży, tj. górnictwa węgla kamiennego, stwarza niebezpieczeństwo pominięcia istotnych zagadnień dotyczących innych obszarów „okołogórniczych”, takich jak szeroko pojmowana ochrona środowiska i ochrona ludności zamieszka-łej na terenach górniczych, tj. miejsca górnictwa w zrównoważonym rozwoju. Dlatego też, w analizie uwzględniono zagadnienie opisane w projekcie australij-skim – Facing the Future. Autorzy uważają za zasadne umieszczenie w kwestio-nariuszu ankietowym zapytania o miejsce górnictwa w zrównoważonym rozwoju.

• Należy zwrócić uwagę na fakt, że wszystkie omawiane w niniejszym rozdziale projekty foresight (z zakresu przemysłu wydobywczego) były realizowane w la-tach 1998–2002, a więc w okresie niskich cen surowców mineralnych na świecie (poza ropą i gazem). Obecnie ceny wszystkich surowców są bardzo wysokie, nie odnotowano jednakże żadnych nowych inicjatyw typu foresight technologiczny, dotyczących przemysłu wydobywczego węgla kamiennego. Realizowanych (lub planowanych) jest natomiast wiele projektów dotyczących wykorzystania węgla (w kierunku czystego spalania lub wytwarzania paliw płynnych).

39

3. ISTOTA I ZAKRES SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO PRZEMYSŁU WYDOBYWCZEGO WĘGLA KAMIENNEGO

3.1. Wprowadzenie

Scenariusze są jedną z metod przewidywania, która polega na opisie zdarzeń i przedstawianiu ich logicznego następstwa w celu ustalenia, w jaki sposób będzie rozwijać się przedmiot naszego zainteresowania. H. Kahn (Kahn, Wiener 1967) za-proponował „pisanie scenariuszy” jako metodę przedstawiania przyszłości. Scenariusz jest systemem zdarzeń powiązanych chronologiczną sekwencją. Powinien zawierać wewnętrznie zgodne wszystkie istotne składniki technologii oraz być wiarygodny i akceptowany. Według H. Kahna scenariusz powinien: • opisywać, jakie hipotetyczne sytuacje mogą wystąpić w przyszłości, rozpatrując

przyszłość krok po kroku, • określać warianty dla każdego zdarzenia, na każdym kroku, które mogą wystąpić

lub ułatwić jego wystąpienie.

Tak więc scenariusz ma stworzyć warunki do nabywania umiejętności, poszukiwa-nia i wykorzystywania informacji oraz wiedzy z różnych źródeł w celu przewidywania przyszłych zdarzeń. Scenariusze są stosowane więc jako metody poszukiwawcze oraz narzędzie decyzyjne, ukazujące możliwe wybory i ich potencjalne konsekwencje.

Scenariusze mogą mieć różny charakter (Sprawozdanie… 2006) np.: • poszukiwawczy – skupiając się na tym, co może zdarzyć się przy spełnieniu zało-

żonych warunków, • normatywny – zadając pytania: jak określone cechy przyszłości mogą zostać osią-

gnięte lub jak można ich uniknąć, • dynamiczny – koncentrują się na rozwoju zdarzeń lub trendów, • statyczny – skupiają się na określonym punkcie w przyszłości.

Metoda budowy scenariuszy jest stosowana od lat 60. XX wieku. Na poziomie narodowym, regionalnym i lokalnym scenariusze mogą być stosowane do: • poprawy zdolności planowania, • podejmowania strategicznych decyzji w sektorze publicznym lub jako wskaźnik najważniejszych inwestycji kapitałowych.

Pojęcie rozwoju traktuje się jako wzmocnienie bazy naukowej i technologicznej, przez utworzenie obszaru badań, w którym wiedza naukowa i technologie podlegają swobodnej wymianie oraz sprzyjają konkurencyjności przemysłu wydobywczego wę-gla kamiennego. A zatem scenariusz rozwoju to przewidywana ścieżka rozwoju, w której skoncentrowano się na zjawiskach i procesach determinujących tempo tego rozwoju.

Termin technologia jest stosowany w wielu znaczeniach. Powszechnie uważa się, że jest to sposób wywierania, posiadaną przez człowieka mocą, na otaczające go śro-dowisko. Jest to pojęcie bardzo ogólne. Wywodzi się z języka greckiego, w którym

40

techne oznacza umiejętności, a logia to nauka. Według definicji z literatury światowej, technologia to np.: • wiedza o rodzajach techniki, metodach, konstrukcjach wykorzystywanych czy

możliwych do zastosowania nawet wtedy, gdy przyczyny ich funkcjonowania nie są jeszcze rozpoznane (Rosenberg 1982),

• zbiór elementów wiedzy teoretycznej i praktycznej, umiejętność jej zastosowania, zbiór metod, procedur i urządzeń, wykorzystujących tę wiedzę (Dosi 1984),

• szerokie pole konkretnego zastosowania nauk fizycznych oraz nauk o ziemi i po-stępowaniu człowieka; obejmuje wiele problemów czysto technicznych, ale także inne zagadnienia, w tym menedżerskie, wraz z całym wyposażeniem materialnym i niematerialnym (Jontsch 1967).

Do budowy scenariuszy rozwoju branży węgla kamiennego posłużono się defi-nicją bardziej roboczą. Technologia przemysłu wydobywczego węgla kamiennego w ujęciu ogólnym, to ogół zabiegów i sposobów zmiany stanu naturalnego wnętrza ziemi w celu pozyskania węgla kamiennego jako produktu, natomiast według „Lek-sykonu górniczego” (1989), technologia to: • dział techniki obejmujący środki i czynności stosowane w celu pozyskania dóbr

materialnych, • zbiór zasad określający sposób uzyskania rozpatrywanego dobra materialnego.

Wyniki diagnozy obecnego stanu polskiego górnictwa węglowego umożliwiły budowę scenariuszy różniących się między sobą dynamiką procesów rozwojowych. W celu stworzenia scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego było konieczne oszacowanie krajowego bilansu zapotrzebowania na węgiel kamienny do 2020 roku. W procesie tworzenia scenariuszy rozwoju techno-logicznego branży węgla kamiennego, uwzględniono następujące modele: • modele podaży węgla kamiennego, • modele rynku węgla, • model oceny efektywności instrumentów ekonomicznych, wykorzystywanych

w krajowej energetyce (m.in. handlu pozwoleniami zbywalnymi), • model bilansowania dostaw węgla kamiennego, wykorzystywany w długotermi-

nowym planowaniu rozwoju wytwarzania energii elektrycznej, • model długoterminowego rozwoju krajowego sektora energetycznego.

Tak utworzony bilans, uwzględniający szacowaną wielkość wydobycia, jak też prognozy dostaw węgla do Polski, stał się podstawą do określenia szczegółowych scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego.

Scenariusze rozwoju technologicznego branży węgla kamiennego to synteza scena-riuszy rozwoju technologii eksploatacji węgla kamiennego, mechanizacji procesów eks-ploatacji, automatyzacji, informatyzacji i zasilania tych procesów oraz technologii przeróbki mechanicznej węgla kamiennego. Scenariusze rozwoju dla poszczególnych dziedzin, wchodzących w skład przemysłu wydobywczego węgla kamiennego, zostały opracowane według określonego schematu, który został przedstawiony na rysunku 3.1.

41

3. Stworzenie listy możliwych w przyszłości zdarzeń, wpływających na linie trendów

4. Korekta linii trendów dokonywana na podstawie eksperckiej oceny prawdopodobieństwa wyjścia z identyfikowanych zdarzeń

1. Diagnoza stanu aktualnego w zakresie technologii przemysłu węgla

kamiennego. Gromadzenie danych statystycznych w formie ilościowej oraz opisowej, mających odniesienie do produktu badań

2. Wyprowadzenie algorytmu wyboru danych, opisujących trendy, ich ekstrapolacja w celu wypracowania wizji przyszłości

Rys. 3.1. Schemat budowy scenariuszy

Proces tworzenia scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobyw-czego węgla kamiennego składał się z następujących etapów (Wniosek… 2006): 1) Utworzenie komitetu sterującego przez przedstawicieli głównych partnerów pro-

jektu. 2) Identyfikacja ekspertów, którzy zostali zaangażowani do realizacji projektu, do-

konana przez komitet sterujący. 3) Określenie przez komitet sterujący oraz wybranych ekspertów warunków brzego-

wych w branży górnictwa węgla kamiennego, w zakresie: - zasobów węgla kamiennego w Polsce, - aktualnego i perspektywicznego (do 2020 r.) zapotrzebowania na węgiel ka-

mienny w Polsce, w Unii Europejskiej i w innych krajach, - konkurencyjności zagranicznych producentów węgla kamiennego, - stanu technologii górniczych, - rozpoznania (benchmarkingu) projektów typu foresight, realizowanych w świe-

cie w zakresie przemysłu wydobywczego. 4) Opracowanie, na bazie zebranych informacji wstępnych, kryteriów analizy pro-

blemów niezbędnych do rozwiązania, w celu osiągnięcia celów szczegółowych i celu głównego, którymi były: - wzajemne relacje między cechami zrównoważonego rozwoju kraju (gospodarki

i społeczeństwa) a wynikającymi z tego potrzebami surowcowo-energetycz-nymi,

- uwarunkowania geologiczno-górnicze oraz techniczno-technologiczne pozy-skiwania węgla kamiennego,

- ograniczanie wpływu działalności górniczej na środowisko. 5) Opracowanie formy i zakresu badań ankietowych oraz tematów do analiz eks-

perckich i badań analitycznych przez komitet sterujący, w celu: - określenia możliwości rozwojowych istniejących i stosowanych technologii

górniczych,

42

- zidentyfikowania nowych, eksperymentalnych technologii, rokujących spełnie-nie kryteriów ujętych w punkcie 4.

6) Przeprowadzenie zasadniczej analizy (prognozy) możliwości rozwoju technologii górniczych, według wcześniej ustalonych uwarunkowań i kryteriów przez grupy ekspertów oraz komitet sterujący. Cykle analiz były powtarzane, aż do uzyskania odpowiedniej szczegółowości informacji pozwalających na wyodrębnienie per-spektywicznie użytecznych technologii.

7) Opracowanie przez komitet sterujący i wybranych ekspertów wariantów rozwoju technologii górniczych, spełniających w różnym stopniu ustalone kryteria. Scena-riusze rozwoju tych technologii zostały poddane ocenie grup eksperckich zaanga-żowanych w realizację projektu oraz głównych producentów i użytkowników technologii (elementów technologii) górniczych oraz decydentów branżowych.

8) Stworzenie banku informacji, będącego częścią scenariuszy o wybranych techno-logiach, możliwościach ich rozwoju i ich efektywności, a także banku informacji o danych personalnych grup ekspertów biorących udział w tworzeniu scenariuszy rozwoju.

9) Przygotowanie raportu końcowego, zawierającego między innymi: - scenariusze rozwoju technologii górniczych węgla kamiennego, - zasady prowadzenia monitoringu rozwoju technologii górniczych oraz okreso-

wej weryfikacji opracowanych scenariuszy, - propozycje form komunikacji z decydentami, w celu przekazywania informacji

o rezultatach przeprowadzanych weryfikacji.

Grupę ekspertów, pomocną w tworzeniu scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu węgla kamiennego, tworzyli fachowcy posiadający wszechstronne do-świadczenie zawodowe i osiągnięcia naukowe (pracownicy uczelni, jednostek nauko-wo-badawczych, nadzoru górniczego, ośrodków decyzyjnych itp.) oraz osoby o dużym doświadczeniu zawodowym z danej dziedziny (pracownicy kopalń, spółek, producenci sprzętu górniczego i inni).

Zarządzanie badaniami przeprowadzanymi w ramach foresightu węglowego opie-rało się na elementach należących do struktury organizacyjnej projektu, do których zaliczamy:

Komitet sterujący czyli organ doradczo-opiniujący, składający się z kierowników jednostek wchodzą-cych w skład konsorcjum projektowego (rektorów, dziekanów, dyrektorów). W skład tego gremium zaproszono także przedstawicieli ministerstw zainteresowanych wyni-kami projektu – Ministerstwa Gospodarki oraz Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Zespół koordynatorów (konsorcjanci) czyli osoby wyznaczone przez konsorcjantów do kontaktów z zespołem zarządzają-cym projektem.

43

Panel główny czyli organ złożony z przedstawicieli jednostek tworzących konsorcjum projektowe (osoby te są jednocześnie osobami odpowiedzialnymi merytorycznie za realizację projektu przez poszczególne jednostki).

Panele robocze czyli grupy tematyczne, utworzone z ekspertów, wywodzących się z jednostek stano-wiących konsorcjum projektowe, zidentyfikowanych przez panel główny i z jednostek niewchodzących w skład konsorcjum projektowego, dobieranych przez panel główny, w oparciu o wyniki przeprowadzonej ankiety.

Konsultanci czyli grupa ekspertów, których głównym zadaniem jest wspomaganie prac paneli roboczych. Ich identyfikacja powinna zostać dokonana przez panel główny. Konsul-tanci przeprowadzają szkolenia metodologiczne członków paneli roboczych oraz wspierają ich pracę.

Zespoły robocze czyli grupa ekspertów typowanych przez panel główny w okresie realizacji projektu do wykonywania zadań, wynikających z harmonogramu projektu.

Komisja odbiorów czyli zespół ekspertów dokonujących odbioru prac wykonywanych w ramach projektu (raporty paneli roboczych, prace zespołów roboczych), przekazywanych przez panel główny. Praca komisji jest koordynowana bezpośrednio przez kierownika projektu.

Recenzenci czyli uznani eksperci związani z tematyką stanowiącą przedmiot projektu, którzy re-cenzują raporty oraz monografie powstałe w wyniku realizacji projektu. Dokładna identyfikacja ekspertów została dokonana przez panel główny.

System zarządzania projektem został przedstawiony na rysunku 3.2.

44

Instytucje administracji rządowej Administracja samorządowa Jednostki badawczo--rozwojowe, ośrodki naukowe

Podmioty dzia łające w sektorze węgla kamiennego

Producenci energii

Organizacje międzynarodowe, za jmujące się bezpieczeństwem energetycznym

zintegrowanej Europy

Docelowa grupa odbiorców Projektu

Raport końcowy

Bazy danych

Komitet steru jący

Komisja odbiorów

Zespół zarządzania pro jektem

Kierownik projektu

Specja lista ds. obliczeń

Asystent zespołu

Zespół koordynatorów

Recenzenci Pane l główny

Zespoły robocze

Konsultanci

Panele robocze

Rys. 3.2. System zarządzania procesem tworzenia scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu

wydobywczego węgla kamiennego

45

3.2. Zagadnienia ujęte w scenariuszach

3 . 2 . 1 . A n a l i z a b i l a n s u s u r o w c o w e g o w ę g l a k a m i e n n e g o

Polska dysponuje znaczącymi zasobami paliw stałych, takich jak węgiel kamien-ny oraz brunatny, dlatego też analiza przemysłu węglowego w Polsce została prze-prowadzona w kontekście podaży węgla dla energetyki i przemysłu koksowniczego. Węgiel kamienny zajmuje kluczową pozycję w bilansie energetycznym Polski, ze względu na to, że jest najtańszym nośnikiem energii.

W celu przeprowadzenia analizy bilansu zajęto się następującymi zagadnieniami (Dubiński, Turek, Kabiesz 2007): 1. Ocena wpływu procesów restrukturyzacji górnictwa na wielkość bazy zasobowej. 2. Aktualna baza zasobowa węgla kamiennego pod względem wielkości i jakości. 3. Wystarczalność bazy zasobowej węgla kamiennego. 4. Ocena przydatności złóż perspektywicznych do górniczego zagospodarowania. 5. Perspektywiczna baza zasobowa węgla koksowego. 6. Wydobycie węgla koksowego i jego perspektywy z punktu widzenia zapotrzebo-

wania na koks na rynku krajowym do 2020 roku. 7. Możliwości i prognozy do 2020 roku wydobycia węgla energetycznego, ze szcze-

gólnym uwzględnieniem węgla niskosiarkowego. 8. Uwarunkowania eksportu węgla energetycznego w perspektywie do 2020 roku. 9. Uwarunkowania eksportu węgla koksowego w perspektywie do 2020 roku. 10. Szanse i możliwości zwiększenia potencjału wydobywczego górnictwa węglowego.

Analiza tych zagadnień pozwoliła zarówno na wypracowanie kompleksowej prognozy kształtowania się krajowego bilansu węgla kamiennego do 2020 roku, z uwzględnieniem bezpieczeństwa energetycznego Polski, jak i na ocenę rozwoju przemysłu koksowego. Przedstawione zostały dwa warianty wielkości wydobycia węgla kamiennego i w tym kontekście wystarczalności zasobów w poszczególnych kopalniach. W pierwszym wariancie założono, zgodnie z prognozą zapotrzebowania przedstawioną w „Strategii działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w la-tach 2007–2015”, że wielkość wydobycia węgla kamiennego będzie stabilna i będzie się utrzymywać na poziomie 97–98 mln t/rok. W wariancie drugim założono, że pro-gnozowany do 2020 roku wzrost zapotrzebowania na energię pierwotną będzie kom-pensowany wykorzystaniem węgla kamiennego, w związku z tym wydobycie węgla będzie wzrastało do 114 mln t w 2020 roku.

W przeprowadzonej symulacji przyjęto wydobycie w kolejnych latach w każdej kopalni jako jego procentowy udział w wydobyciu całkowitym z roku poprzedniego, oddzielnie dla węgla energetycznego i koksowego. Dzięki temu zwiększa się wydoby-cie w kopalniach, które, aby zapewnić planowany poziom wydobycia całkowitego, będą musiały przejąć wielkość wydobycia kopalń likwidowanych i zamykanych w wyniku wyczerpania zasobów. Takie podejście pokazuje, że w poszczególnych kopalniach zwiększa się stopień sczerpania zasobów, a tym samym zmniejsza się perspektywa wystarczalności zasobów w skali całej branży.

46

Dodatkowymi ograniczeniami, jakie wprowadzono w symulacji, były zdolności produkcyjne kopalń. W większości kopalń wynikową zdolność produkcyjną wyznacza zdolność frontu eksploatacyjnego. Łączna zdolność produkcyjna kopalń kształtuje się obecnie na poziomie 98,2 mln t/rok i dotyczy frontów eksploatacyjnych. Inne ogniwa technologiczne w większości kopalń mają większe zdolności produkcyjne. Ostatecz-nie przyjęto, że decydującym czynnikiem, który ogranicza w sposób definitywny wielkość wydobycia w kopalni, jest zdolność wydobywcza transportu pionowego. Łączna zdolność produkcyjna szybów wydobywczych wynosi 151 mln t/rok.

Symulacja wystarczalności zasobów pokazała, że do osiągnięcia zakładanych, w obu wariantach, wielkości wydobycia węgla kamiennego, niezbędne są nakłady finansowe, pozwalające na zwiększenie zdolności produkcyjnej frontów eksploatacyj-nych w kopalniach posiadających zasoby. Możliwości produkcyjne transportu piono-wego nie będą ograniczeniem wydobycia do 2020 roku. Problem z prognozowanym większym wydobyciem pojawi się po 2020 roku.

Niezbędne są także nakłady finansowe na inwestycje, umożliwiające udostępnie-nie nowych poziomów wydobywczych.

3 . 2 . 2 . W a r i a n t o w e p r o g n o z y d o s t a w w ę g l a k a m i e n n e g o

Warunki, w jakich będzie kształtował się rynek węgla, wynikają z wielu czynni-ków, takich jak m.in. (Dubiński, Turek, Kabiesz 2007): • ogólny rozwój gospodarczy kraju i wynikający z niego popyt na węgiel i energię

elektryczną różnych grup odbiorców, • reformowanie górnictwa węgla kamiennego i zmieniające się koszty jego pozy-

skiwania, • struktura jakościowa podaży i popytu, • sytuacja na międzynarodowym rynku węgla i ceny węgla importowanego, • koszty produkcji energii elektrycznej z różnych paliw, • limity emisji zanieczyszczeń gazowych, • zarządzanie ochroną środowiska, • charakterystyka technologii produkcji węgla i jego wzbogacania oraz ich kosztów, • charakterystyka technologiczna i koszty oczyszczania spalin w elektrowniach.

Wszystkie te elementy, oddziaływujące na rynek węgla, zmieniają jego charakte-rystykę. Ważny jest poziom popytu, od którego zależy wielkość podaży. Równie ważnym czynnikiem są ceny, które określają warunki funkcjonowania rynku. Konku-rencyjność węgla kamiennego i brunatnego, w stosunku do pozostałych nośników, zależy od tego, w jakim stopniu górnictwo będzie w stanie utrzymać obecny poziom kosztów produkcji. Aby zachować użytkowanie węgla w dotychczasowej skali, musi być utrzymany rozwój tzw. technologii czystego węgla, która polega na wzbogacaniu, redukcji emisji, zastosowaniu nowej konstrukcji kotłów, czy też zastosowaniu nowych instalacji zgazowania węgla – IGCC.

Badania scenariuszowe miały na celu określenie niezbędnych warunków do zrównoważonego rozwoju branży paliwowo-energetycznej do 2020 roku, a tym sa-mym wyznaczyły najbardziej prawdopodobne kierunki rozwoju sektora.

47

Przydatność pozyskiwanego węgla zależy od jego cech jakościowych, wyraża-nych różnymi parametrami, które zależą przede wszystkim od czynników geologicz-nych. Prognozę jakości węgla przeprowadzono oddzielnie dla obszarów górniczych kopalń czynnych oraz dla obszarów o udokumentowanych zasobach, ale jeszcze nie-zagospodarowanych. Metodami geostatycznymi określono więc wartości średnie analizowanych parametrów oraz ich błędów. Ocena jakości zasobów została przed-stawiona za pomocą miernika jakości zasobów MJZ, który został określony dla każ-dego rodzaju zasobów, a prognozę jakości węgla przedstawiono zgodnie z polską klasyfikacją, według typów oraz zgodnie z międzynarodową klasyfikacją. Ponadto, w badaniach wykorzystano dane z zakresu możliwości produkcyjnych i importowych wszystkich kopalń węgla kamiennego. Sporządzono także szczegółowe charakterysty-ki technologii i zebrano dane prognostyczne. Bilanse dostaw i popytu uwzględniają głównych użytkowników węgla, takich jak przemysł, gospodarstwa domowe i eksport. Uzyskane wyniki obliczeń pozwoliły na uwzględnienie najważniejszych elementów niepewności, takich jak: poziom rozwoju gospodarczego, dopuszczalne poziomy emi-sji, stosowane instrumenty zarządzania ochroną środowiska, instrumenty promocji technologii czystego węgla. Scenariusze opisują warunki, w jakich najprawdopodob-niej w przyszłości będzie funkcjonować sektor górnictwa węglowego. Najważniej-szymi wynikami analiz są szacunkowe wielkości dostaw węgla kamiennego dla poszczególnych odbiorców krajowych wraz z ich podziałem jakościowym i koszto-wym. Taki bilans stał się podstawą do określenia szczegółowych scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego.

3 . 2 . 3 . T e c h n o l o g i e w y d o b y c i a i p r z e r ó b k i w ę g l a k a m i e n n e g o

W celu udoskonalania i wypracowywania nowych technologii wydobycia i przeróbki węgla, przeprowadzono analizę stosowanych dotychczas systemów eks-ploatacji pokładów węgla. W tym zakresie dokonano przeglądu literaturowego związanego z technologiami górniczymi, z uwzględnieniem przeróbki mechanicznej węgla. W analizie poszczególnych systemów uwzględniono takie zagadnienia, jak: kolejność wybierania pokładów lub warstw w grubym pokładzie, rozcięcie złoża, sposób koordynacji i kierunki postępów frontów eksploatacyjnych, jak też natężenie eksploatacji.

W celu opracowania kompletnych charakterystyk technologii, opisano poszcze-gólne procesy eksploatacji węgla, takie jak: urabianie, ładowanie urobku, odstawa, czy sposób przewietrzania. Szczególną uwagę poświęcono dotychczasowym sposobom urabiania calizny oraz sposobom kierowania stropem i urabiania w celu drążenia wy-robisk przygotowawczych, jak również prowadzenia eksploatacji.

Opisano stosowane dotychczas zasady wybierania w warunkach zagrożeń natu-ralnych, jak również technologie wybierania, z uwzględnieniem wymogów ochrony obiektów powierzchniowych i podziemnych, które często ograniczają wydobycie znacznych ilości złoża.

48

Zwrócono uwagę na innowacyjne technologie, dające w przyszłości możliwość ekonomicznej i bardziej efektywnej eksploatacji, jak np. podziemne zgazowanie złóż węgla, hydrourabianie oraz prowadzenie ścian całkowicie zautomatyzowanych.

Ze względu na duże znaczenie przeróbki mechanicznej węgla, analizie poddano dotychczasowe układy technologiczne, maszyny i urządzenia, przyjęte w systemach wzbogacania, odwadniania, suszenia, gospodarki wodnej, załadunku i zwałowania. Wszystkie przeanalizowane systemy eksploatacji i przeróbki mechanicznej węgla zostały ujęte w specjalnie przygotowane karty technologiczne, które zawierają pod-stawowe informacje pozwalające na określenie najistotniejszych ich cech (tzw. wy-różniki technologii), przeznaczenia, podstawowych parametrów technicznych, aspektów bezpieczeństwa itp.

3 . 2 . 4 . T e c h n o l o g i e i t e c h n i k i m e c h a n i z a c y j n e , s t o s o w a n e w k o p a l n i a c h w ę g l a k a m i e n n e g o

Wobec dużej różnorodności wyposażenia technicznego procesów realizowanych w kopalniach, ważnym zadaniem było zebranie wszelkich możliwych danych z zakre-su technik i technologii mechanizacyjnych, stosowanych w polskich kopalniach, związanych z produkcją i przeróbką mechaniczną węgla oraz automatyką, informaty-ką i zasilaniem maszyn i urządzeń górniczych. W celu oceny stosowanych technik i technologii mechanizacyjnych, na podstawie analizy literatury, zebrano dane o wy-branych technologiach mechanizacji w górnictwie światowym.

Przegląd mechanizacyjnych technologii górniczych w szczególności dotyczył: • maszyn i urządzeń górniczych w systemach ścianowych, • układów mechanizacyjnych w robotach przygotowawczych, • systemu transportu pionowego, • systemów transportu poziomego, • systemów maszyn i urządzeń przeróbczych, • systemów automatyki, informatyki i zasilania maszyn i urządzeń górniczych.

Analizie poddano także czynniki wpływające na: • wydajność i energochłonność procesów urabiania oraz przeróbki mechanicznej, • trwałość i niezawodność stosowanych maszyn i urządzeń, • spełnianie wymogów bezpieczeństwa oraz wymogów środowiskowych, • efektywność ekonomiczną.

Zebrane technologie i techniki mechanizacyjne, w połączeniu z wynikami analizy bilansu surowcowego pod kątem przewidywanej wielkości wydobycia, stały się pod-stawą do oceny istniejącego stanu technologicznego przemysłu wydobycia węgla ka-miennego w kraju oraz umożliwiły utworzenie koncepcji rozwiązań technicznych, jak też pozwoliły na określenie strategii rozwoju branży w oparciu o przewidywane sce-nariusze.

49

3 . 2 . 5 . S y s t e m y a u t o m a t y k i i i n f o r m a t y k i , s t o s o w a n e w g ó r n i c t w i e w ę g l a k a m i e n n e g o

Przegląd automatyki, informatyki i zasilania został przeprowadzony we wszyst-kich czynnych kopalniach węgla kamiennego w Polsce i dotyczył w szczególności takich systemów i urządzeń, jak: • system dyspozytorskiego nadzoru nad stanem bezpieczeństwa i procesami techno-

logicznymi, • system kontroli i sterowania kompleksów ścianowych i chodnikowych, • automatyzacja zakładów mechanicznej przeróbki węgla i kontrola jakości, • systemy zasilania i sterowania.

Stosowane w górnictwie węgla kamiennego rozwiązania w zakresie zasilania, informatyki i automatyki, charakteryzują się dużą różnorodnością, spowodowaną przede wszystkim (Trenczek, Wasilewski 2008b): • występowaniem w kopalniach zróżnicowanych warunków górniczo-geologicz-

nych, a zatem różniących się poziomem występujących zagrożeń, • różnym poziomem kultury technicznej, • różnym poziomem wyposażenia w maszyny i urządzenia oraz poziomem stosowa-

nych technologii, • różnymi możliwościami finansowymi zakładów górniczych.

O zróżnicowanym poziomie stosowania elementów infrastruktury oraz jej pozio-mie technicznym decydują głównie uwarunkowania naturalne i techniczne, a także finansowe zakładów górniczych.

3.3. Tworzenie scenariuszy rozwoju technologicznego branży węgla kamiennego

Proces tworzenia scenariuszy rozwoju technologicznego branży węgla kamienne-go wymagał: zidentyfikowania nieprzewidywalności, określenia związków przyczy-nowo-skutkowych, określenia stopnia prawdopodobieństwa realizacji określonych założeń, przekształcenia założeń w scenariusze, przeprowadzenia analizy zachowań w sektorze, zgodnie z założonymi scenariuszami, określenia siły i słabości każdego ze scenariuszy oraz wykonania oceny i prognozy zachowania się konkurencji, a także sporządzenia innych scenariuszy, którymi były: • Scenariusze rozwoju technologii podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego. • Scenariusze rozwoju mechanizacji procesów eksploatacji w górnictwie węgla

kamiennego. • Scenariusze rozwoju systemów automatyki, informatyki i zasilania w górnictwie

węgla kamiennego. • Scenariusze rozwoju technologicznego przeróbki mechanicznej węgla.

W wymienionych scenariuszach uwzględniono: • wyróżniki technologii,

50

• opis technologii, ujmujący stan obecny i docelowy, w oparciu o rozwiązania kra-jowe i światowe,

• ewolucję technologii od stanu obecnego do 2020 roku, • czynniki warunkujące rozwój danej technologii, czyli: zasoby, warunki górniczo-

-geologiczne, zagrożenia i inne, • odniesienie do kryteriów ogólnych i szczegółowych, • kierunki prac badawczo-rozwojowych, gwarantujących rozwój danej technologii.

Do budowania tych scenariuszy została wykorzystana delficka metoda progno-zowania. Metoda ta polega na kilkukrotnym ankietowaniu grupy ekspertów aż do wy-pracowania zgody między nimi, a tym samym dostatecznego zawężenia priorytetów i utworzenia spójnego obrazu rozwoju. W literaturze można znaleźć następujące defi-nicje metody delfickiej: • metoda delficka to ściśle zrestrukturyzowany proces komunikacji grupowej, na

tematy, co do których dostępna wiedza jest niekompletna i niepewna, a opinie są wydawane przez ekspertów (Häder, Häder 1995),

• metoda delficka to badanie stosowane przez grupę monitorującą, składające się z kilku cykli grup eksperckich, anonimowych wobec siebie, na podstawie których subiektywno-intuicyjnych prognoz, jest budowany konsensus w badanej kwestii; po każdym cyklu badań jest formułowana standardowa informacja zwrotna na temat statystycznej opinii grupy, obliczana z mediany i kwantyli pojedynczych prognoz i jeśli to możliwe, są podawane argumenty i kontrargumenty dla opinii najbardziej rozbieżnych (Wechsler 1978).

W celu zbudowania kwestionariusza ankietowego, w oparciu o metodę delficką, po opisaniu wstępnych wersji scenariuszy rozwoju technologicznego, sformułowano tezy na podstawie wyników prac poszczególnych grup opracowujących scenariusze. Pozwoliło to na zbudowanie ankiety dla pierwszej tury ankietyzacji, która została po-dzielona na trzy części (Kozieł, Mazurkiewicz 2008b):

I. Określenie podstawowych priorytetów górnictwa węgla kamiennego. II. Ocena wytypowanych innowacyjności technologii stosowanych w górnictwie

węgla kamiennego. III. Ocena priorytetów badawczych w górnictwie węgla kamiennego.

W pierwszej turze starano się także ocenić hierarchię ważności obszarów instytu-cjonalnych (niezwiązanych z technologią górniczą), w których powinny koncentrować się działania państwa, umożliwiające rozwój przyszłościowych technologii.

Przeprowadzona ankieta pozwoliła na wyłonienie trzech grup ekspertów o zróżni-cowanych poglądach. Największą grupę stanowili eksperci wyrażający średnią ocenę hierarchii celów strategicznych, hierarchii technologii i kierunków badawczych. W celu dokładnego sprecyzowania kierunków rozwoju technologii górniczych została wykonana powtórna ankietyzacja (druga tura), której celem było uściślenie opinii śro-dowiska górniczego w zakresie oceny wyłonionych technologii innowacyjnych oraz prognoz ich rozwoju w Polsce.

51

Uzyskane dane stanowiły podstawę do sformułowania scenariuszy rozwoju tech-nologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego w ramach programu foresight. Hierarchizacji górniczych technologii dokonano metodą analizy hierar-chicznej problemu. Metoda AHP łączy w sobie czysto subiektywne oceny eksperckie z obiektywną, statystyczną analizą uzyskanych w drodze ankietowania decyzji doty-czących hierarchicznie usytuowanych cząstkowych zależności i powiązań między czynnikami opisującymi analizowany problem (Kabiesz i in. 2008).

Według metody AHP hierarchia innowacyjności technologii eksploatacji przed-stawia się następująco:

Tabela 3.1. Ranking innowacyjności technologii rozpowszechnionych i rozwojowych Miejsce

rankingowe Nazwa technologii Wartość wskaźnika priorytetu, %

1 Podziemne zgazowanie PEE3 16,22 Ścianowy poprzeczny z zawałem stropu PES4 11,03 Ścianowy podłużny z zawałem stropu PES1 10,34 Ubierkowy podłużny z zawałem stropu PEU1 10,15 Ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną PES5 9,76 Ubierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną PEU2 9,57 Ścianowy podłużny z podsadzką hydrauliczną PES2 7,98 Komorowo-filarowy PEZ5 6,39 Chodnikowy PEZ4 6,110 Ubierkowo-podbierkowy PEE8 4,711 Podbierkowy ścianowy PEE2 4,412 Podbierkowy chodnikowy PEE1 3,7

Źródło: (Kabiesz i in. 2008).

Sprecyzowanie scenariuszy rozwoju technologii podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego, mechanizacji procesów eksploatacji, systemów automatyki, in-formatyki i zasilania oraz rozwoju technologicznego przeróbki mechanicznej węgla, a następnie zakończenie procesu ich tworzenia, pozwoliło na otrzymanie wariantów (scenariuszy) rozwoju technologicznego branży węgla kamiennego. Scenariusze te były syntezą scenariuszy rozwoju poszczególnych grup.

Scenariusze rozwoju branży węgla kamiennego uwzględniają takie aspekty, jak: zrównoważony rozwój, konkurencyjność, poprawa jakości życia oraz bezpieczeństwo pracy, efekty społeczne i ekologiczne oraz wytyczne Narodowego Planu Rozwoju, Krajowego Programu Ramowego, VII Programu Ramowego oraz Strategii Rozwoju Regionalnego.

Zbudowanie scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego pozwoliło na identyfikację kluczowych, wysoko zaawansowanych technologii górniczych w zakresie eksploatacji i przetwórstwa węgla kamiennego. Mają one znaczenie strategiczne dla bezpieczeństwa energetycznego kraju.

3.4. Potencjalni odbiorcy projektu

Powstałe scenariusze rozwoju uwzględniają funkcjonowanie górnictwa węgla kamiennego w Polsce w warunkach zrównoważonego rozwoju, zasoby paliwa, jak również uwarunkowania ekonomiczne, ekologiczne i prawne. Są adresowane do

52

wielu grup odbiorców (pozostających w otoczeniu instytucjonalnym projektu two-rzenia scenariuszy rozwoju), takich jak: 1. Instytucje administracji rządowej wraz z podległymi agendami o znaczeniu ogól-

nokrajowym i regionalnym, w szczególności: Ministerstwo Gospodarki, Minister-stwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Instytucja Wdrażająca Działanie 1.4. SPO WKP, Ministerstwo Środowiska, Ministerstwo Rozwoju Regionalnego, Urząd Re-gulacji Energetyki, Agencja Rynku Energii SA; realizacja projektu umożliwi de-cydentom, takim jak Ministerstwo Gospodarki (Departament Bezpieczeństwa Energetycznego) racjonalne kształtowanie polityki energetycznej kraju i zapew-nienie bezpieczeństwa energetycznego, określenie kierunków dalszego rozwoju sektora górnictwa i sektorów z nim związanych.

2. Jednostki badawczo-rozwojowe, ośrodki naukowe, wyższe uczelnie, tworzące konsorcja naukowe w formie Centrów Zaawansowanych Technologii, sieci naukowe, ze względu na konieczność ciągłej aktualizacji wyników badań i po-jawiające się nowe technologie (postęp techniczny).

3. Podmioty działające bezpośrednio w sektorze węgla kamiennego − jako wytwórcy produktu: nośnika energii – węgla kamiennego, producenci urządzeń i wyposaże-nia dla przemysłu wydobywczego węgla kamiennego.

4. Producenci energii (elektrownie, ciepłownie i elektrociepłownie zawodowe, prze-mysłowe i komunalne) − ściśle powiązani odbiorcy produktu − nośnika energii.

5. Administracja samorządowa − beneficjenci programów operacyjnych, wykorzy-stujący środki UE na rzecz rozwoju regionalnego i sektorowego.

6. Organizacje międzynarodowe, zajmujące się bezpieczeństwem energetycznym zintegrowanej Europy.

Głównymi odbiorcami scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydo-bywczego węgla kamiennego w sferze produkcyjnej są kopalnie oraz firmy bezpo-średnio związane z górnictwem, do których należą: • Kompania Węglowa SA, • Katowicki Holding Węglowy SA, • Jastrzębska Spółka Węglowa SA, • Południowy Koncern Energetyczny SA, • Lubelski Węgiel Bogdanka SA.

Do głównych odbiorców należy zaliczyć także: elektrownie, elektrociepłownie, ciepłownie, producentów urządzeń i wyposażenia dla energetyki.

Nie sposób wymienić wszystkich odbiorców, którzy w wyniku realizacji scena-riuszy rozwoju technologicznego przemysłu węglowego, mogą skorzystać z zasobów wiedzy i odpowiednio je zaadaptować do własnych potrzeb.

53

4. ANALIZA STANU ZASOBÓW WĘGLA KAMIENNEGO W POLSCE

4.1. Analiza zmian wskaźników charakteryzujących gospodarkę zasobami złóż węgla kamiennego

4 . 1 . 1 . Z m i a n y z a s o b ó w w ę g l a k a m i e n n e g o w l a t a c h 1 9 9 0 – 2 0 0 7

Wielkość bazy zasobowej węgla kamiennego (wg stanu na 31.12.2006 r.) jest konsekwencją zmian oceny zasobów złóż kopalń czynnych, wynikających z wdraża-nia zasad gospodarki rynkowej i z kolejnych działań restrukturyzacyjnych. Zmiany te wymusiły przede wszystkim: • inne podejście do oceny gospodarczej zasobów tak w kopalniach czynnych, jak

i w złożach niezagospodarowanych, • likwidację kopalń uznanych za trwale nierentowne, • dążenie do rentowności pozostałych kopalń, przede wszystkim przez wzrost kon-

centracji wydobycia.

Zmiany wielkości zasobów węgla kamiennego w Polsce w okresie transformacji gospodarczej przedstawiono w tabeli 4.1.

Tabela 4.1. Udokumentowane zasoby węgla kamiennego w Polsce, mln t

Zagłębie węglowe Stan na 31.12.1990 r. Stan na 31.12.2006 r.

zasoby bilansowe zasoby przemysłowe zasoby bilansowe zasoby przemysłowe

Górnośląskie ogółem, w tym złoża zagospodarowane

57 164 29 192

16 568 16 168

32 756 14 765

4742 4742

Dolnośląskie ogółem, w tym złoża zagospodarowane

457 385

248 248

– –

– –

Lubelskie ogółem, w tym złoża zagospodarowane

7889 485

476 194

9240 585

315 315

Razem zagłębia węglowe, w tym złoża zagospodarowane

65 510 30 062

17 292 16 610

41 996 15 350

5058 5058

Źródło: Bilans Zasobów Kopalin i Wód Podziemnych w Polsce.

Zasoby bilansowe wszystkich krajowych złóż węgla kamiennego w latach, w któ-rych przeprowadzono proces głębokiej restrukturyzacji górnictwa, zmniejszyły się o 23 514 mln t, czyli o ponad 36% i według stanu na 31.12.2006 r. wynosiły 41 996 mln t. W przypadku zasobów przemysłowych, które są ewidencjonowane głównie w złożach kopalń czynnych i stanowią podstawę do planowania i projektowania dzia-łalności górniczej, skala ta była jeszcze większa, a baza tej kategorii zasobów zmniej-szyła się aż o 71%, do 5058 mln t.

Wielkość zasobów węgla kamiennego w złożach kopalń czynnych, w poszcze-gólnych latach analizowanego okresu, przedstawiono w tabeli 4.2. Zasoby geologicz-

54

ne (bilansowe + pozabilansowe) w złożach kopalń czynnych, według stanu na 31.12.2006 r., wynoszą 25 557 mln t, z czego 15 350 mln t, czyli 60% stanowią zaso-by bilansowe. Wydzielone z kolei z tej wielkości zasoby przemysłowe, które mogą być przedmiotem ekonomicznie uzasadnionej eksploatacji, to 5058 mln t. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 27 czerwca 2005 r. w sprawie szczegóło-wych wymagań, jakim powinny odpowiadać projekty zagospodarowania złóż (Dz. U. Nr 128 z 13 lipca 2005 r., poz. 1075), zasoby przemysłowe pomniejszone o przewi-dziane straty dają w efekcie wielkość zasobów możliwych do wydobycia, tj. zasoby operatywne. Ze względu na fakt, że zasoby operatywne na koniec 2006 roku wynosiły 3093 mln t, współczynnik wykorzystania zasobów geologicznych równa się 0,12. Teoretycznie, z ogólnej ilości obliczonych zasobów geologicznych, tylko 12% może zostać w przyszłości wyeksploatowane (rys. 4.1).

Tabela 4.2. Stan zasobów węgla kamiennego w złożach kopalń czynnych, mln t

Data Zasoby geologiczne

Zasobybilansowe

Zasobyprzemysłowe

Zasobyoperatywne

31.12.1990 r. 40 947 29 563 16 803 12 36731.12.1991 r. 43 542 29 003 16 072 11 98431.12.1992 r. 43 434 29 174 15 848 11 69331.12.1993 r. 43 917 27 951 14 624 10 77631.12.1994 r. 44 174 25 129 12 323 9 13431.12.1995 r. 43 438 23 948 11 381 8 39031.12.1996 r. 41 210 22 095 11 280 8 27031.12.1997 r. 40 512 21 305 10 383 7 44431.12.1998 r. 39 868 20 199 9 734 6 85431.12.1999 r. 37 559 18 131 8 249 5 75631.12.2000 r. 31 374 16 590 7 830 5 47931.12.2001 r. 29 206 16 074 7 498 5 18031.12.2002 r. 29 309 15 910 7 371 5 08631.12.2003 r. 28 110 16 048 7 099 4 75931.12.2004 r. 27 393 16 041 6 920 4 51331.12.2005 r. 26 860 15 717 6 004 3 80731.12.2006 r. 25 557 15 350 5 058 3 093

Źródło: System IGZOP/M.

Działania wymuszone wdrażaniem zasad gospodarki rynkowej i mające na celu dostosowanie górnictwa węgla kamiennego do nowych warunków gospodarczych, spowodowały, że w kopalniach czynnych od 1991 do 2006 roku stan zasobów bilan-sowych zmniejszył się o 14,772 mld t, z czego zasobów przemysłowych ubyło 11,748 mld t. Te zmiany tylko w nieznacznym stopniu były powodowane eksploata-cją. W tym czasie wydobyto łącznie 1760 mln t węgla. Oznacza to, że rocznie wydobywano w tym okresie średnio 110 mln t, a ubywało z ewidencji zasobów 734 mln t zasobów przemysłowych, czyli z wydobyciem 1 tony węgla wiązał się ubytek 6,7 t tych zasobów. Wynika z tego również fakt, że stan zasobów bilanso-wych zmniejszył się o 88% (w przypadku zasobów przemysłowych o 85%) w sto-sunku do stanu wyjściowego, z powodów innych niż eksploatacja.

55

Rys. 4.1. Schemat wykorzystania zasobów węgla kamiennego w Polsce (stan na 31.12.2006 r.)

Źródło: System IGZOP/M.

4 . 1 . 2 . S t r u k t u r a z m i a n z a s o b ó w p r z e m y s ł o w y c h

Całkowite zmiany zasobów przemysłowych w ciągu piętnastu lat analizowanego okresu wyniosły 17,5 mld t i były 11-krotnie większe od uzyskanego w tym czasie wydobycia. W wyniku prowadzonej eksploatacji oraz wpływu innych przyczyn, łącz-ne ubytki prawie trzy razy przewyższyły łączny przyrost, co w efekcie spowodowało ubytek zasobów przemysłowych o 9,3 mld t, a więc wielkość ta przewyższała 6-krotnie uzyskane w tym okresie wydobycie. W całym analizowanym okresie wydo-bycie oraz związane z nim straty obejmowały jedynie 12,3% całkowitego zakresu zmian zasobów przemysłowych. Oznacza to, że pozostała część, czyli około 88% ubytków, jest efektem oddziaływania innych przyczyn (tab. 4.3).

Udokumentowanezasoby bilansowe

41,99 mld ton

Zasoby bilansowe w czynnych kopalniach (zagospodarowane)

14,79 mld ton (100%)

Zasoby bilansowe na poz. czynnychi w budowie (udostępnione)

9,96 mld ton (67,4%)

Zasoby bilansowe nieudostępnione4,83 mld ton (32,6%)

Zasoby przemysłowe5,05 mld ton

(34,2%) [100%]

Zasoby przemysłowe nieudostępnione

1,12 mld ton (7,5%) [21,9%]

Zasoby przemysłowe udostępnione 3,95 mld ton

(26,7%) [78,1%]

Zasoby operatywne3,09 mld ton

(20,9%) [61,2%]

Zasoby operatywne udostępnione 2,4 mld ton

(16,3%) [47,8%]

Zasoby operatywnenieudostępnione

0,7 mld ton(4,6%) [13,4%]

Do 1,5 m0,42 mld ton(2,8%) [8%]

Powyżej 1,5 m1,99 mld ton

(13,5%) [39,4%]

Do 1,5 m 0,13 mld ton

(0,9%) [2,6%]

Powyżej 1,5 m0,55 mld ton

(3,7%) [10,8%]

56

Tabela 4.3. Struktura zmian zasobów przemysłowych w odniesieniu do całkowitego zakresu zmian w kopalniach GZW w latach 1990–2006, % Lp. Przyczyny zmian Ubytki Przyrosty Pełny zakres zmian Zmiany wynikowe 1 Wydobycie 9,1 9,1 –9,12 Straty 3,2 3,2 –3,23 Lepsze rozpoznanie 9,2 8,1 17,3 –1,14 Zmiany kwalifikacji 19,6 3,9 23,5 –15,75 Zmiany granic 1,3 2,2 3,5 0,96 Pozostałe przyczyny 34,9 8,6 43,5 –26,3 Razem 77,3 22,7 100 –54,6Źródło: Opracowanie własne.

Jedną z przyczyn stwierdzonych zmian zasobów węgla jest lepsze rozpoznanie wa-runków złożowych. Pełny zakres zmian z powodu tej przyczyny w latach 1990–2006 objął 17% całkowitego zakresu. Nieznacznie większe ubytki zasobów przemysłowych powodowane tą przyczyną na przestrzeni piętnastu lat dały w efekcie niewielkie zmniej-szenie stanu zasobów na poziomie 12% uzyskanego wydobycia (tab. 4.4, rys. 4.2).

Tabela 4.4. Struktura zmian zasobów przemysłowych w odniesieniu do wydobycia w kopalniach GZW w latach 1990–2006, %

Lp. Przyczyny zmian Ubytki Przyrosty Pełny zakres zmian Zmiany wynikowe 1 Wydobycie 99,4 99,4 –99,42 Straty 34,9 34,9 –34,93 Lepsze rozpoznanie 100,5 88,3 188,8 –12,24 Zmiany kwalifikacji 215,1 43,2 258,3 –171,95 Zmiany granic 13,8 23,6 37,4 9,86 Pozostałe przyczyny 382,4 94,1 476,5 –288,37 Razem 846,1 249,2 1095,3 –596,9

Źródło: Opracowanie własne.

U19,2%

U219,6%

U434,9%

U31,3%

E9,1%

S3,2%

P48,6%

P32,2%

P18,1%

P23,9%

Rys. 4.2. Struktura zmian zasobów przemysłowych według przyczyn, w odniesieniu

do całkowitego zakresu zmian w latach 1990–2006; ubytki: E – wydobycie, S – straty, U1 – lepsze rozpoznanie, U2 – zmiany kwalifikacji, U3 – zmiany granic, U4 – pozostałe przyczy-

ny; przyrosty: P1 – lepsze rozpoznanie, P2 – zmiany kwalifikacji, P3 – zmiany granic, P4 – pozostałe przyczyny

Źródło: Opracowanie własne.

Uściślanie parametrów złożowych przez służby geologiczne kopalń w czasie prowadzenia robót górniczych (zarówno eksploatacyjnych, jak też udostępniająco-

57

-przygotowawczych) jest rzeczą oczywistą. Normalnym zjawiskiem w wyniku tych prac jest wprowadzanie zmian w ewidencyjnym stanie zasobów. Zakres tych zmian jest bardzo duży. Świadczy to o skomplikowanej budowie złoża w niektórych kopal-niach. Może to również wskazywać na relatywnie słabe (może niewystarczające) rozpoznanie warunków złożowych przy opracowywaniu kolejnych dokumentacji geo-logicznych i dodatków do dokumentacji oraz projektów zagospodarowania złoża lub też na duży zakres prac geologicznych, pozwalający na znaczne uściślenie parame-trów złożowych. Duży przyrost zasobów może być również efektem wprowadzenia do bilansu nowych partii zasobów (pokładów), udokumentowanych wcześniej, poniżej kategorii C2. Może wskazywać także na zaniżone wielkości parametrów złożowych we wcześniejszych dokumentacjach.

Największe zmiany były wynikiem oddziaływania grupy „pozostałe przyczy-ny”. W latach 1990–2006 obejmowały one 43% całkowitego zakresu zmian, co prawie pięciokrotnie przekraczało uzyskane w tym czasie wydobycie. W efekcie zmiany te spowodowały ubytek zasobów przemysłowych prawie trzykrotnie prze-wyższając uzyskane w tym czasie wydobycie.

Bardzo duże zmiany zasobów przemysłowych, jakie są udziałem tej grupy przy-czyn, wskazują, że w znacznej liczbie przypadków nie można było zakwalifikować powstałych zmian w zasobach, wprost jako efekt wyszczególnionych przyczyn i w związku z tym zostały zakwalifikowane do grupy „inne przyczyny”. Niestety brak odpowiednich informacji źródłowych nie pozwala na identyfikację wpływu konkretnych przyczyn z tej grupy na zmiany zasobów. Także brak usystematyzowa-nej ewidencji zasobów według przyczyn szczegółowych uniemożliwia bliższą anali-zę. Tak znaczny udział tej grupy przyczyn może oznaczać pewną liberalizację prowadzonej ewidencji zasobów oraz ich zmian, co pozwala na bardziej dowolne kwalifikowanie przyczyn zmian zasobów do grupy „inne przyczyny”.

Duży przyrost tej grupy przyczyn w całkowitym ruchu zasobów od 1993 roku oznacza, że przeprowadzana powszechnie weryfikacja zasobów, powodująca ich zmiany, została uznana za jedną z „pozostałych przyczyn”, niezależnie od szczególnej przyczyny przekwalifikowania zasobów. W grupie „inne przyczyny” kopalnie wpro-wadzają po stronie ubytków tę część zasobów, które w wyniku opracowania nowych dokumentacji geologicznych czy projektów zagospodarowania złoża, zostały zakwalifikowane do niższego rodzaju zasobów. W związku z tym, zmiany zasobów, które wystąpiły w ostatnich latach z powodu tej grupy przyczyn, należy interpretować jako zmiany kwalifikacji, dokonywane w nowych opracowaniach dokumentacyjnych.

Kolejną grupę przyczyn, która miała znaczący udział w całkowitym zakresie zmian zasobów przemysłowych, stanowią przekwalifikowania do zasobów nieprze-mysłowych oraz pozabilansowych grupy „b”, jak też odwrotnie. W latach 1990–2006 przekwalifikowania objęły 24% całkowitego zakresu zmian i były dwuipółkrotnie większe od uzyskanego w tym czasie wydobycia. Jednak zmiany dotyczyły przede wszystkim ubytków, co w konsekwencji spowodowało zmniejszenie stanu zasobów przemysłowych na poziomie dwukrotnego uzyskanego w tym czasie wydobycia.

Najmniejsze zmiany w zasobach przemysłowych w całym analizowanym okresie spowodowały korekty obszarów górniczych. Jest to jedyna z wyróżnionych przyczyn,

58

która spowodowała nieznaczny wynikowy przyrost stanu zasobów. Ostateczny wyni-kowy przyrost zasobów wskazuje na poszerzanie granic obszarów górniczych i przy-łączenie, przez niektóre kopalnie, obszarów rezerwowych.

Analiza przedstawionych danych wskazuje, że w początkowych latach transfor-macji gospodarki (1991–1994) odnotowano przyrost zasobów geologicznych – naj-większy ponad 2,7 mld ton w 1991 roku. Począwszy od 1995 roku obserwuje się coroczny (duży w latach 1996 i 1999–2001) ubytek zasobów geologicznych – naj-większy to ponad 6 mld ton w 2000 roku. W pierwszych latach obecnego stulecia obserwuje się względnie stały, lecz nadal znaczny, ubytek zasobów geologicznych. W przypadku zasobów bilansowych w latach 1990 i 1992 wykazano ich przyrost o ponad 1,6 mld ton. Od 1993 roku następował coroczny systematyczny ubytek zaso-bów bilansowych o 1,33 mld t/rok; największy, prawie 2,7 mld t, w 1994 roku.

Stan zasobów przemysłowych, a więc tych najlepiej rozpoznanych, w 2004 roku wynosił 6920 mld t i stanowił jedynie 41% stanu z 1990 roku, co oznacza, że w latach 1990–2004 ubyło 9,88 mld t zasobów przemysłowych. Tak znacznie zmniejszony stan zasobów przemysłowych w 2004 roku wynika nie tylko z sumarycznej wielkości wy-dobycia w tym okresie (1822 mln t), lecz przede wszystkim z ubytku zasobów wsku-tek innych przyczyn. Ten ubytek w omawianych latach, nie licząc w tym sumarycznej wielkości wydobycia, wyniósł 8,06 mld t. W tym okresie przyrost zasobów przemy-słowych nastąpił jedynie w 1990 roku i wynosił 1,02 mld t, niewielki był także w 1996 roku (0,3 mld t). W pozostałych latach występowały bardziej lub mniej zna-czące ubytki. Największy ubytek zanotowano w 1994 roku (o 2168 mln t), wynikający głównie ze zmiany kryteriów bilansowości (1000 m głębokość eksploatacji, 1,0 m miąższość pokładu). Od 2000 roku intensywność ubytków systematycznie zmniejszała się, co mogło być związane z wyraźnie kurczącą się bazą zasobów węgla.

Ubytek, względnie przyrost, zasobów w stosunku do wielkości wydobycia przedstawiono na rysunku 4.3. Przedstawiony wskaźnik pokazuje faktyczną liczbę ton zasobów (ich przyrostu lub ubytku w ewidencyjnym stanie zasobów), która to-warzyszy wydobyciu jednej tony węgla. W przypadku zasobów geologicznych, do 1994 roku, były one reprodukowane. Z wydobyciem jednej tony wiązał się przyrost zasobów, maksymalnie 19,5 t w 1991 roku. W latach późniejszych obserwowano już wyłącznie ubytki, największy w 2000 roku (prawie 60 ton), zaś w latach 1999 i 2001 z wydobyciem jednej tony był związany każdorazowo ubytek ponad 20 ton tych zasobów.

Największe wartości tego wskaźnika dla zasobów bilansowych stwierdzono w la-tach 1994 i 1999. Jednej tonie wydobytego węgla towarzyszył ubytek odpowiednio 20,3 i 17,9 t zasobów. Również w tych latach wartość wskaźnika była największa w przypadku zasobów przemysłowych. Wraz z jedną toną wydobytego węgla zmniej-szał się stan tego rodzaju zasobów odpowiednio o 16,3 i 12,6 t. Od 2000 roku wartość wskaźnika stopniowo maleje i nie przekracza 2 t.

Skumulowane wartości wskaźnika przyrostu lub ubytku zasobów w stosunku do wielkości wydobycia węgla w latach 1990–2006 przedstawiono na rysunku 4.4.

59

Zasoby geologiczne

19,5

4,7 2,9

-15,4-20,1

-59,5

-20,1

2,0

-10,9-13,2-6,2 -4,5-4,5-4,1-4,4

1,5 0,2

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

10,0

20,0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Zasoby bilansowe

-3,0

-8,4

-20,3

-12,6

-17,9

-14,1

-4,0

-0,6

2,40,9

-2,3

-8,9-8,5

-4,8

-7,7

0,7

2,3

-25,0

-20,0

-15,0

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Zasoby przemysłowe

-8,4

-16,3

-12,6

-9,1-8,4

0,3

-4,2-3,1 -2,2 -0,2

-0,8-1,7-0,7

2,4

-6,0 -5,5-4,6

-20,0

-15,0

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Rys. 4.3. Wskaźnik ubytków/przyrostów zasobów w stosunku do wielkości wydobycia w latach 1990–2006

Źródło: Opracowanie własne.

60

Zasoby geologiczne

-5,7-6,4 -6,3 -6,6

-1,5

-6,1

10,3

-6,4

-6,7

1,4

5,86,5

7,1

1,54,1

0,7 0,2

-8,0-7,0-6,0-5,0-4,0-3,0-2,0-1,00,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0

10,011,012,0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Zasoby bilansowe

-6,2 -6,4-7,7

-1,1

-2,0

-5,6

-6,9

-8,2 -7,9-7,4

-6,9-6,8

-6,6

-5,9

0,7

0,0

-6,4

-10,0

-9,0

-8,0

-7,0

-6,0

-5,0

-4,0

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Zasoby przemysłowe

-4,5 -4,7

-5,3

-2,6

-4,7-4,7-5,4

2,4

-0,8

-4,5 -4,3-4,7-5,0-5,2

-0,8

-4,6-5,3

-10,0

-9,0

-8,0

-7,0

-6,0

-5,0

-4,0

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Rys. 4.4. Skumulowany wskaźnik ubytków lub przyrostów zasobów w stosunku do wielkości wydobycia

w latach 1990–2006

Źródło: Opracowanie własne.

61

Jak wynika z rysunku 4.4, w 2006 roku wskaźniki, liczone od 1990 roku, wyno-szą odpowiednio –6,6, –6,4 oraz –4,7, co oznacza, że z wydobyciem jednej tony węgla w latach 1990–2006, wiąże się ubytek 6,6 ton zasobów geologicznych, 6,4 ton zaso-bów bilansowych oraz 4,7 ton zasobów przemysłowych. Wskaźnik dla zasobów geo-logicznych wykazuje dodatnie wartości aż do 1998 roku, zaś od 1999 roku widać systematyczny spadek.

Dodatnie wartości skumulowanego wskaźnika dla zasobów bilansowych i przemysłowych obserwowano jedynie w 1990 roku. W przypadku zasobów bilan-sowych wskaźnik ten intensywnie malał od 1993 aż do 2000 roku, w którym osią-gnął wartość 8,2. Wartość tego wskaźnika w kolejnych latach, aż do 2006 roku nieznacznie wzrastała. Wskaźnik wyliczony dla zasobów przemysłowych wykazy-wał systematyczny spadek, osiągając minimum w 1995 roku (–5,4). W kolejnych latach wartości skumulowanego wskaźnika były stabilne i zmieniały się jedynie w niewielkim przedziale od –4,3 do –5,3.

Wielkie ilościowe zmiany bazy zasobowej są efektem oddziaływania innych niż eksploatacja przyczyn. Wcześniejsze badania wykazały (Sobczyk 2000; Darski, Kicki, Sobczyk 2001), że tak duże ubytki bazy zasobów bilansowych, a w konsekwencji przemysłowych, były powodowane głównie przez: 1) Zmianę kryteriów bilansowości:

- zmniejszenie maksymalnej głębokości dokumentowania z 1500 do 1000 m, - zwiększenie miąższości pokładu dla węgli koksowych z 0,6 do 1,0 m, a dla wę-

gli energetycznych z 0,8 do 1,0 m, - zwiększenie minimalnej wartości opałowej z 12,6 do 15,0 MJ/kg, - wprowadzenie maksymalnej zawartości siarki – 2%.

2) Przekwalifikowanie zasobów bilansowych do pozabilansowych (głównie grupy „b”) i nieudokumentowanych strat (tzw. skreślenie z ewidencji), szczególnie w kopalniach objętych częściową lub całkowitą likwidacją.

3) Kolejne zmiany przepisów w sprawie sporządzania projektów zagospodarowania złoża, liberalizujących kryteria kwalifikacji zasobów bilansowych do przemysło-wych w stosunku do poprzednich przepisów.

4 . 1 . 3 . Z m i a n y b a z y z a s o b o w e j w w y n i k u l i k w i d a c j i k o p a l ń

4.1.3.1. Zmiany struktury organizacyjnej górnictwa węgla kamiennego

Restrukturyzacja górnictwa węgla kamiennego jest zadaniem niezwykle trudnym, o czym świadczą doświadczenia innych krajów europejskich, które znacznie wcze-śniej przystąpiły do takich reform. Do krajów tych należą m.in. Belgia i Holandia, w których górnictwa już nie ma. Francja, w której górnictwo skończyło się w 2005 roku, a także Wielka Brytania, Niemcy i Hiszpania, w których to krajach dojście do górnictwa w obecnym kształcie kosztowało wiele trudu i pieniędzy. W Polsce reforma górnictwa rozpoczęła się z chwilą przełomu politycznego, jaki nastąpił w 1989 roku. Celem strategicznym restrukturyzacji było uzyskanie rentowności przez sektor węgla

62

kamiennego. Kolejne programy zakładały takie same drogi dojścia do tego celu, któ-rymi było zmniejszenie kosztów wydobycia węgla i ustabilizowanie jego ceny na satysfakcjonującym poziomie, pokrywającym te koszty i uzyskującym niezbędną marżę zysku. Drogi te wiodły do redukcji zatrudnienia w górnictwie oraz zmniejszenia zdolności produkcyjnych przez likwidację nierentownych kopalń, co w istotny sposób wpłynęło na wielkość oraz jakość bazy zasobowej.

Ważnym elementem procesu restrukturyzacji była weryfikacja bazy zasobowej w kopalniach czynnych, zmierzająca do jej przystosowania do wymogów ekonomicz-nych i formalnoprawnych gospodarki rynkowej. Ta weryfikacja zasobów, choć była determinowana poprawą efektywności produkcji węgla, nie wpłynęła znacząco na rentowność kopalń, lecz uszczupliła zasoby przewidziane do wydobycia, skracając przez to żywotność poziomów, rejonów eksploatacyjnych i całych kopalń. Warto pod-kreślić, że początek głębokich przemian w polskim górnictwie, datowany na 1990 rok, dotyczył 71 kopalń węgla kamiennego. W wyniku działań restrukturyzacyjnych część kopalń została zlikwidowana, ze względu na wyczerpanie się zasobów, część uznano za trwale nierentowne, a niektóre połączono, tworząc nowe jednostki wydobywcze. Na koniec 2004 roku funkcjonowało już tylko 38 kopalń. W 2005 roku zakończono eksploatację w kopalniach: „Piast” Ruch II (KWK Czeczott), z kolei 8 kopalń Kom-panii Węglowej połączono, tworząc 4 nowe jednostki organizacyjne: „Rydułtowy- -Anna”, „Sośnica-Makoszowy”, „Bobrek-Centrum” oraz „Brzeszcze-Silesia”, a póź-niej stworzono cztery centra wydobywcze: Zachód, Północ, Wschód i Południe. Z dniem 1 stycznia 2007 roku kopalnia „Wesoła” została połączona z kopalnią „My-słowice” i otrzymała nazwę KWK Mysłowice-Wesoła.

Uwzględniając powyższe zmiany, na dzień dzisiejszy w górnictwie węgla ka-miennego są czynne 34 kopalnie (łącznie z prywatną kopalnią SILTECH Sp. z o.o.). Obszary górnicze czynnych kopalń węgla kamiennego przedstawiono na rysunku 4.5. Łącznie, w ramach restrukturyzacji przemysłu węglowego poddano całkowitej lub częściowej (nie raz parokrotnie) likwidacji większość zakładów górniczych. Znaczna część zamkniętych po 1990 roku kopalń ma niedostępne wyrobiska, a w związku z tym możliwości wykorzystania zasobów węgla kamiennego pozostawionych w tych kopalniach, są niewielkie (przede wszystkim z ekonomicznego punktu widzenia).

63

ZG Janina

OŚWIĘCIM

PSZCZYNA

RYBNIK

GLIWICE

Knurów

Budryk SASzczyg owiceł

Boles aw mia ył Ś ł

RUDA ŚLĄSKA

WujekHalem

ba-W

irek

MYSŁOWICE

Kazimierz-Juliusz Sp. z o.o.

Staszic

Murcki

Ziemowit

Piast

Brzeszcze-Silesia

Krupi skiń

Borynia Pniówek

KATOWICE

Pokój

Bobrek-Centrum

SILTECHSp. z o.o.

ZGPiekary

Jastrz bska Spó ka W glowa SAę ł ę

Katowicki Holding W glowy SAę

Obszary Spó ek W glowych ł ęCentra Wydobywcze Kompanii W glowej SA ę

Zofiówka

JAS-MOS

SOSNOWIEC

KDBarbara

Marcel

Jankowice

Chwa owiceł

Rydu towy-łAnna

Kopalnie samodzielne

ZABRZE

Południowy Koncern Węglowy SA

So nica-śMakoszowy

Mys

owic

e-

ł

łW

eso

aCentrum Wydobywcze Południe

Centrum Wydobywcze PółnocCentrum Wydobywcze Zachód

Centrum Wydobywcze Wschód

WODZISŁAW ŚLĄSKI

JASTRZEBIE ZDRÓJ

ZG Sobieski Jaworzno IIIJAWORZNO

Rys. 4.5. Obszary górnicze czynnych kopalń węgla kamiennego (stan na 1.02.2007 r.)

Źródło: Opracowanie własne.

4.1.3.2. Zasoby w kopalniach objętych całkowitą likwidacją

W latach 1991–2007 objęto całkowitą likwidacją, w związku z zaprzestaniem wydobycia, wszystkie kopalnie Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego i 23 kopalnie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W ramach tych przedsięwzięć zredukowano zasoby bilansowe z 3,16 mld t do 128,3 mln t, natomiast zasoby przemysłowe wyeliminowano zupełnie z ewidencji, zmniejszając ich bazę o prawie 1,5 mld t. Należy zaznaczyć, że te wielkości dotyczą redukcji zasobów w końcowych doku-mentacjach rozliczeniowych. Przed decyzją o likwidacji, w wielu kopalniach doko-nano weryfikacji bazy zasobowej na podstawie nowych kryteriów bilansowości. Zasadnicze zmiany stanu zasobów były spowodowane przyjęciem jako wartości brzeżnych, w kryteriach bilansowości minimalnej, miąższości węgla w pokładzie – 1 m oraz maksymalnej głębokości dokumentowania – 1000 m. Przykładem może być kopalnia „Morcinek”. W 1990 roku stan zasobów bilansowych w tej kopalni wynosił 857 mln t, w tym 251 mln t były to zasoby przemysłowe. W kolejnych DG i PZZ wykonanych w latach 1991 i 1998, ewidencyjny stan zasobów znacznie się zmniejszył. Kopalnia zrezygnowała z dokumentowania zasobów w przedziale 1000–1250 m, przez co baza zasobów zmalała w przypadku zasobów bilansowych do 89 mln t, a zasobów przemysłowych do 20 mln t. Decyzja o likwidacji tej kopalni

64

spowodowała, że w dodatku rozliczeniowym na koniec 1998 roku pozostało jedynie 188 mln t zasobów pozabilansowych – reszta zasobów została skreślona z ewidencji.

W opinii ekspertów, głównymi przyczynami likwidacji kopalń w okresie syste-mowych przemian w gospodarce i restrukturyzacji górnictwa były wysokie koszty wydobycia węgla oraz decyzje polityczne (Kicki, Sobczyk 2006). W mniejszym stop-niu likwidacja kopalń wynikała z powodu wyczerpania zasobów lub złej jakości wę-gla. Likwidacja spowodowana wyczerpaniem zasobów udostępnionych dotyczyła tylko kopalń „Saturn”, „Sosnowiec” i „Paryż”. Najwięcej zasobów przemysłowych, w ilości 270 mln t, skreślono z ewidencji w kopalni „Siersza”. Główną przyczyną zaprzestania wydobycia w tej kopalni była niska jakość węgla. Znaczne ilości zaso-bów (bilansowych i pozabilansowych) zostało skreślonych z ewidencji również w przypadku innych kopalń, np.: „Porąbka-Klimontów” – 160 mln t, „Siemianowice” – 114 mln t, „Grodziec” – 102 mln t czy „Sosnowiec” – 95 mln t.

4.1.3.3. Zmiany zasobów w kopalniach likwidowanych częściowo

Innym przypadkiem powolnej likwidacji zakładów górniczych była praktyka łączenia dwóch sąsiednich kopalń w jeden organizm wydobywczy. W latach 1993–2005 w GZW z 26 kopalń stworzono 13 nowych jednostek organizacyjnych. Tylko w 2005 roku połączono 8 kopalń w 4 nowe podmioty. Połączone w latach 90. nowe jednostki ulegały w kolejnych latach dalszej ewolucji przez likwidację ruchów, utworzonych z dołączanych kopalń, a w dalszej kolejności na złożach niektórych z nich utworzono nowe zakłady górnicze (np. ZG Bytom III i ZG Centrum). Rów-nież w innych kopalniach, w celu ograniczenia nadmiernych zdolności produkcyj-nych oraz poprawy rentowności, podjęto decyzje o likwidacji niektórych ruchów i pól eksploatacyjnych. W ramach częściowej likwidacji 34 kopalń zmniejszono zasoby bilansowe z 11,76 do 8,97 mld t, a przemysłowe z 4,58 do 3,85 mld t.

Redukcja zasobów nastąpiła również w przypadku tworzenia nowych zakładów górniczych na bazie złóż likwidowanych kopalń. W tym przypadku wyeliminowano część zasobów przemysłowych o gorszych parametrach jakościowych lub zalegają-cych w trudniejszych warunkach geologiczno-górniczych, a pozostawiono w ewi-dencji nowego zakładu górniczego tę część zasobów, których eksploatacja pozwoli na uzyskanie dodatnich wyników finansowych. Za przykład może posłużyć utwo-rzenie ZWSM Jadwiga na złożu kopalni „Pstrowski” w 1995 roku. Z 53 mln t zaso-bów przemysłowych, jakie znajdowały się w ewidencji kopalni „Pstrowski”, nowy zakład górniczy przejął jedynie 13 mln t. Z kolei, po likwidacji ZWSM Jadwiga na tym złożu w 2001 roku rozpoczęła działalność prywatna kopalnia SILTECH Sp. z o.o., która przejęła 3,8 t zasobów przemysłowych. Podobnie ZG Rozalia przejął po likwidowanej kopalni „Siemianowice” jedynie 25% zasobów przemysłowych. Również w nowej jednostce organizacyjnej – ZGE Sobieski Jaworzno III – wydzie-lonej w 1999 roku z kopalni „Jaworzno”, stan ewidencyjny zasobów przemysłowych zmniejszył się o 164 mln t.

65

4.1.3.4. Problem ochrony zasobów w kopalniach likwidowanych

W przypadku likwidacji zakładów górniczych, pozostaje w złożu część zasobów i pojawia się pytanie odnośnie do ich zagospodarowania w przyszłości. Wielkość zasobów, w przypadku kopalń węgla kamiennego, jest skończona, a możliwości po-większenia bazy zasobowej nie istnieją bądź są niewielkie. W tym przypadku istotne-go znaczenia nabiera problem ochrony zasobów w celu zapewnienia możliwie długotrwałego ich użytkowania i bezpieczeństwa energetycznego państwa. Powstaje zatem pytanie: jak chronić pozostawione zasoby, aby była możliwość ich zagospoda-rowania w przyszłości?

Sprawą bezsporną jest fakt, że podstawą decyzji o likwidacji kopalni powinno być wyczerpanie zasobów. Jednak w wielu przypadkach likwidacja zakładu górnicze-go następowała z przyczyn ekonomicznych. W związku z tym, w kopalniach uzna-nych za trwale nierentowne pozostaje problem pozostawionych zasobów, których stan powinien zostać ostatecznie rozliczony, a przede wszystkim powinna zostać przepro-wadzona wnikliwa klasyfikacja pozostawionych zasobów bilansowych niezaliczonych w sposób ewidentny do strat. Postawienie kopalni w stan likwidacji i fizyczne jej roz-poczęcie, niepoprzedzone analizą gospodarki złożem i bez oceny możliwości poprawy warunków ekonomicznych działalności zakładu górniczego, wymusza zmianę kwali-fikacji zasobów, sankcjonowaną w opracowywanych dodatkach rozliczeniowych do dokumentacji geologicznych i w projektach zagospodarowania złoża w okresie likwi-dacji kopalni. Działania w kierunku ochrony zasobów powinny być podejmowane przed decyzją o likwidacji. Kluczowe znaczenie ma ocena przemysłowości zasobów bilansowych, na podstawie kryteriów technicznych i ekonomicznych. Należy pamiętać również o tym, że zasoby pozostawione w kopalni zlikwidowanej (tzn. zatopionej i ze zlikwidowanymi szybami) zwykle można uznać za całkowicie stracone. Do nich nale-ży zaliczyć wszystkie złoża kopalń Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego i znaczną część złóż kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. O ile kryteria techniczne są stosunkowo łatwe do zidentyfikowania, o tyle zasady ekonomicznej oceny zaso-bów, które mają dla gospodarki złożem podstawowe znaczenie w warunkach rynko-wych, są stosowane sporadycznie. Pozostawia to pole dla dużej dowolności w kwalifikacji pozostawianych zasobów. Szacuje się, że skala tej dowolności waha się w granicach 20–80% wielkości zasobów.

Przyjęta zasada kwalifikacji zasobów pozostawionych w kopalni likwidowanej, jako zasobów pozabilansowych, jest zgodna z definicją tych zasobów jako niekwalifi-kujących się do zagospodarowania obecnie, ale które mogą być przedmiotem zago-spodarowania w przyszłości. Na mocy art. 72.2 ustawy Prawo ochrony środowiska powinny one być uwzględniane w planach zagospodarowania przestrzennego. Zgod-nie z definicją złoża zawartą w art. 6 pkt 2 w Prawie geologicznym i górniczym powinny podlegać ochronie jako mogące przynieść korzyść gospodarczą. Wynika to także z postanowienia cytowanego wyżej artykułu Prawa ochrony środowiska.

Ocena ekonomicznej zasadności ponownego udostępnienia pozostawionych zasobów jest utrudniona, ze względu na nieokreślony horyzont czasowy, w którym mogą być one przedmiotem zainteresowania. Wyłania się w związku z tym problem

66

zapewnienia dostępu do pozostawionych zasobów, a zatem ochrony powierzchni obszaru ich występowania przed takim zagospodarowaniem, które może uniemożli-wić ich wykorzystanie, na przykład przez konieczność pozostawiania filarów ochronnych (Nieć 2007).

4 . 1 . 4 . Z a s o b y z ł ó ż n i e z a g o s p o d a r o w a n y c h

W przypadku złóż niezagospodarowanych, na obecnym etapie rozpoznania prak-tycznie niemożliwa jest ocena przydatności poszczególnych złóż do górniczego zago-spodarowania. Również nie da się dokładnie określić ogólnych ilości zasobów węgla kamiennego możliwych w przyszłości do wydobycia.

Zmiana kryteriów bilansowości (minimalna miąższość pokładów 1 m, zawartość siarki całkowitej do 2%, głębokość zalegania do 1000 m) wpłynęła na urealnienie wiel-kości zasobów bilansowych, także w granicach obszarów złóż niezagospodarowanych.

W latach 1990–2004 znane były łącznie 62 złoża niezagospodarowane. Ich liczba w tym czasie ulegała niewielkim zmianom. Na koniec 2006 roku w krajowym bilansie złóż węgla kamiennego znajdowało się łącznie 46 złóż niezagospodarowanych, wyłącz-nie w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (36) i Lubelskim Zagłębiu Węglowym (10).

Według Bilansu Zasobów Kopalin w GZW w latach 1990–2006 było znanych łącznie 45 złóż niezagospodarowanych. W 1990 roku było ich 30, spośród których w latach 90. skreślono 9 z krajowego bilansu zasobów węgla, głównie z powodu zbyt słabego stopnia rozpoznania, położenia w obszarach konfliktowych lub też niespełniają-cych nowych, ostrzejszych kryteriów bilansowości, m.in. ze względu na jakość węgla, miąższość pokładów i głębokość zalegania. W 2000 roku skreślono z bilansu złoże Chudów-Paniowy. Tych 10 skreślonych złóż zawierało łącznie 6775,6 mln t zasobów bilansowych węgla kamiennego. W pozostałych 20 znanych złożach niezagospodaro-wanych w GZW, od początku lat 90. nastąpiła także istotna redukcja zasobów bilanso-wych. Głównymi przyczynami tej redukcji zasobów były: przeklasyfikowania zasobów wedle nowych kryteriów bilansowości z 1994 roku, niespełnienie wymagań dokładności rozpoznania złóż wymaganej dla kat. C2, np. Spytkowice, Wisła I-II i Zator (część zasobów bilansowych przekwalifikowano do prognostycznych). Bez zmian pozostały zasoby złóż niezagospodarowanych, jak: Siemianowice, Anna – pole S, Bolesław Śmia-ły – rejon Wschód, Ćwiklice, Oświęcim-Polanka, Pawłowice, Rybnik-Jastrzębie, Sier-sza – pole rezerwowe i Za Rowem Bełckim.

Z kolei, po 1990 roku na obszarze GZW udokumentowano bądź wydzielono 15 nowych złóż, z największym Studzienice o zasobach bilansowych 1282,2 mln t. Dalsze 10 złóż zawiera zasoby bilansowe rzędu kilkudziesięciu milionów ton do po-nad 0,5 mld t, natomiast cztery złoża bardzo małe, rzędu kilku, kilkunastu mln t, np. Bytom I-1, Chudów-Paniowy, Libiąż III i Libiąż-Janina. Łącznie złoża te zwiększyły zasoby bilansowe GZW o 3,6 mld t węgla kamiennego. Wzrost o 239 mln t tych zaso-bów wystąpił także w wcześniej znanym złożu Warszowice-Pawłowice N. W 2006 roku w wyniku podziału i ponownego udokumentowania złoża Pawłowice – rejon o zasobach 2048 mln t, z którego utworzono dwa złoża: Pawłowice – rejon o zasobach 323 mln t oraz Pawłowice – rejon I, o zasobach 300 mln t. Łączny ubytek zasobów

67

z tytułu dokładniejszego rozpoznania w tym złożu wyniósł 1426 mln t. Konsekwencją zaistniałych zmian w GZW w latach 1990–2006 był ubytek zasobów bilansowych w ilości 9981 mln t.

W LZW było znanych w 1990 roku 12 złóż niezagospodarowanych, z których po zmianach granic złóż, połączeniach i przeklasyfikowaniu zasobów, wedle nowych kry-teriów bilansowości, na koniec 2004 roku zostało 10 złóż. Mimo zmniejszenia liczby złóż wzrosły ich zasoby bilansowe o l425,8 mln t, głównie wskutek lepszego poznania budowy geologicznej zagłębia i poszczególnych złóż, ustalenia nowych, większych ob-szarów złożowych. W złożach znanych od początku lat 90.: Chełm E, Lublin K-3, Lu-blin K4-5, Lublin K6-7, Lublin K8 i Lublin K9, nastąpił łączny ubytek o 882,4 mln t zasobów bilansowych, a w złożu Sawin zasoby zwiększyły się o 1082,2 mln t. Nato-miast wydzielono i udokumentowano nowe złoża: Kolechowice Nowe (powstałe na bazie Kolechowic I i II), Ostrów (utworzone na bazie Ostrów I i części Kolechowice I) oraz Orzechów, które powstało ze skreślonego złoża Łęczna i nowej dokumentacji z 1999 roku. Skreśleniu z krajowego bilansu zasobów uległo, oprócz wymienionych jako bazy wyjściowe dla nowych złóż, także złoże K2. W Dolnośląskim Zagłębiu Wę-glowym były znane tylko dwa złoża niezagospodarowane w obszarze Nowej Rudy. Zło-że Nowa Ruda – rejon Heddi o zasobach bilansowych 392 tys. t, które zostało skreślone z krajowego bilansu w 1998 roku oraz złoże Nowa Ruda – rejon Wacław o zasobach bilansowych 71,4 mln t, które zostały przeklasyfikowane do pozabilansowych w 1994 roku. Obecnie w DZW nie ma żadnych złóż niezagospodarowanych.

Łącznie, według stanu na 31.12.2006 r., wielkość zasobów bilansowych w zło-żach niezagospodarowanych wynosiła 25,98 mld t, w tym w GZW 14,8 mld t i w LZW 8,7 mld t.

4.2. Analiza stanu zasobów węgla kamiennego w złożach kopalń czynnych

Na stan bazy zasobowej węgla kamiennego z 31.12.2005 r. oraz jej wielkość, a także jakość, w znacznym stopniu miały wpływ wspomniane wcześniej procesy likwidacyjne kopalń. Zmiany te zostały zapoczątkowane w 1990 roku i trwają nadal. Są one pochodną procesów restrukturyzacyjnych. W 2007 roku, w przemyśle węglo-wym funkcjonowały 32 kopalnie, które wchodziły w skład następujących jednostek organizacyjnych: Kompania Węglowa SA (17 kopalń), Katowicki Holding Węglowy SA (5 kopalń), Jastrzębska Spółka Węglowa SA (6 kopalń z KWK Budryk od 1.01.2008 r.), Południowy Koncern Węglowy (2 kopalnie) oraz jedna kopalnia samo-dzielna – LW Bogdanka SA i jedna kopalnia prywatna SILTECH Sp. z o.o. Wszystkie kopalnie zlikwidowane wchodzą w skład Spółki Restrukturyzacji Kopalń, która po-wstała w 2000 roku, w wyniku realizacji założeń „Korekty Programu Rządowego Re-forma Górnictwa Węgla Kamiennego w Polsce w latach 1998–2002”.

Zasoby poszczególnych kopalń wykazują znaczne zróżnicowanie, tak pod wzglę-dem ilości zasobów bilansowych, jak i stopnia ich przewidywanego wykorzystania. Wielkość zasobów bilansowych, przemysłowych i operatywnych w kopalniach czyn-nych według stanu na 31.12.2005 r., przedstawiono w tabeli 4.5.

68

Tabela 4.5. Zasoby ogółem węgla kamiennego kopalń czynnych (stan na 31.12.2005 r.)

Lp. Kopalnia – spółka Zasoby, mln t

bilansowe przemysłowe operatywne KOMPANIA WĘGLOWA SA

1 Bielszowice 535,8 281,8 154,52 Bobrek-Centrum 281,3 104,2 66,93 Bolesław Śmiały 204,9 53,5 28,64 Brzeszcze-Silesia 839,2 187,1 115,05 Chwałowice 668,9 238,1 155,76 Halemba 540,9 333,9 213,97 Jankowice 271,3 214,9 139,78 Knurów 422,8 208,6 126,19 Marcel 275,4 143,4 104,8

10 Piast 1467,7 291,4 165,611 Pokój 135,8 67,1 29,312 Polska-Wirek 81,5 23,6 11,613 Rydułtowy-Anna 213,5 103,5 73,814 Sośnica-Makoszowy 774,6 307,0 198,915 Szczygłowice 630,4 328,5 205,516 Ziemowit 957,4 288,0 164,317 ZG Piekary 83,6 50,4 25,3

KATOWICKA GRUPA KAPITAŁOWA SA1 Kazimierz-Juliusz sp. z o.o. 131,5 26,3 17,52 Murcki 463,4 224,8 141,23 Mysłowice 36,8 31,5 21,74 Staszic 683,3 329,2 207,65 Wesoła 857,2 259,1 210,26 Wieczorek 130,9 41,7 26,27 Wujek 447,6 139,1 83,6

JASTRZĘBSKA SPÓŁKA WĘGLOWA SA1 Borynia 213,1 59,3 37,22 Jas-Mos 144,1 58,8 32,83 Krupiński 166,3 54,5 32,74 Pniówek 295,4 154,6 985 Zofiówka 405,3 124,5 85,1

KOPALNIE SAMODZIELNE1 Bogdanka SA 590,3 320,4 247,22 Budryk SA 683,6 345,5 237,23 Janina 1467 389,9 222,84 SILTECH Sp. z o.o. 3,3 2,6 1,25 ZGE Sobieski Jaworzno III sp. z o.o. 612,3 217,8 125,4

RAZEM 15716,5 6004,4 3807,1 Źródło: System IGZOP/M.

Całkowita wielkość zasobów przemysłowych w kopalniach węgla kamiennego wynosi 6004 mln t, z tego udostępnionych, czyli na poziomach czynnych i będących w budowie – 4006 mln t. Większość kopalń wykazuje w operatach ewidencyjnych całkowite udostępnienie zasobów przemysłowych, a jedynie 16 kopalń posiada zaso-by, które w przyszłości mogą być zagospodarowane. Najmniejszy udział udostępnio-nych zasobów przemysłowych w całkowitej ilości tej kategorii zasobów mają kopalnie „Chwałowice” (16,4%) oraz „Janina” (19,1%). Od 1.07.2005 roku kopalnia „Janina” znajduje się w strukturach organizacyjnych Południowego Koncernu Węglowego i można mieć pewność co do podjęcia większego zakresu prac udostępniających nowe

69

partie zasobów przemysłowych. Również niewielka część zasobów przemysłowych jest udostępniona w kopalni „Murcki” – 35,4% i „Jankowice” – 35,8%.

Łącznie, poza poziomami wydobywczymi, ale do głębokości 1000 m, a więc spełniających kryteria bilansowości, znajduje się jeszcze 2,4 mld t zasobów przemy-słowych. Taką wielkość zasobów należy uznać jako potencjalną do wydobycia dla kopalń, które je posiadają.

Bardzo istotna, z uwagi na zmiany poglądów na temat wartości i oceny zasobów, a tym samym wielkości bazy zasobowej, była zmiana kryterium głębokości dokumen-towania. Nowe kryteria bilansowości, wprowadzone w 1994 roku, zalecają dokumen-towanie złóż węgla kamiennego do maksymalnej głębokości 1000 m. Wielkość zasobów przemysłowych górniczo nieudostępnionych, zalegających poniżej 1000 m, zmniejszyła się w ciągu 15 lat o prawie 1,5 mld t. W 1991 roku w bilansie zasobów znajdowało się 1,7 mld t tych zasobów, a według stanu na 31.12.2005 r. ich wielkość zmalała do 244 mln t. Obecnie jedynie trzy kopalnie posiadają udokumentowane, a nieudostępnione zasoby przemysłowe poniżej 1000 m. Są to: „Sośnica-Makoszowy” – 26,5 mln t, „Budryk” – 209,6 mln t i „Rydułtowy-Anna” – 8,1 mln t.

Biorąc pod uwagę warunki ekonomiczne funkcjonowania górnictwa węgla ka-miennego oraz założenia restrukturyzacji tej branży, sprowadzające się do konse-kwentnego obniżania kosztów wydobycia, nie można spodziewać się w kopalniach dużych inwestycji na udostępnianie nowych poziomów eksploatacyjnych. W związku z tym, bazową wielkością zasobów do wydobycia w istniejących kopalniach, są zaso-by przemysłowe udostępnione, bądź będące w trakcie udostępniania.

Szansą na utrzymanie racjonalnego poziomu wydobycia oraz udostępnienie no-wych poziomów eksploatacyjnych, a przez to maksymalne wykorzystanie posiadanej bazy zasobowej, jest akcesja Polski do Unii Europejskiej. W dobie niestabilnej sytua-cji na świecie, szczególnie w krajach producentów ropy naftowej oraz wielkiego uzależnienia krajów UE od zewnętrznych dostaw nośników energii, zasoby węgla kamiennego naszego kraju mogą stać się gwarantem zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego Unii Europejskiej.

Podejmowane działania w ramach reformy górnictwa węgla kamiennego, mające na celu uzyskanie rentowności procesu produkcyjnego w kopalniach, wymuszają pro-jektowanie eksploatacji w najkorzystniejszych obszarach złoża. Od 1990 roku nastąpił wzrost koncentracji wydobycia. Porównanie parametrów ścian pokazuje, że od 1990 do 2005 roku wzrosło wydobycie z pojedynczej ściany z 883 do 3035 t/dobę. Zmniej-szono liczbę ścian z 766 do 133. Wzrost koncentracji wydobycia nastąpił dzięki zwiększeniu przeciętnych parametrów ścian: • długości ze 152 do 222 m, • wybiegu z 610 do 800 m, • wysokości z 2,24 do 2,52 m.

Zwiększenie średniej wysokości ściany wynika głównie z rezygnacji z eksploata-cji pokładów o miąższości mniejszej niż 1,5 m. Zaniechanie eksploatacji pokładów cienkich (poniżej 1,5 m) ma zasadnicze znaczenie dla kształtowania się wielkości ba-zy zasobów przemysłowych. Udział pokładów cienkich w ogólnych zasobach przemy-słowych w ciągu analizowanego okresu uległ znacznemu zmniejszeniu. Całkowita

70

ilość zasobów przemysłowych w pokładach cienkich zmniejszyła się o 5,1 mld t, przez co ich udział w ogólnej wielkości zasobów przemysłowych spadł z 38,3% w 1990 do 18,5% w 2005 roku.

Porównując wielkość wydobycia z poszczególnych przedziałów grubości pokła-dów, stwierdza się, że udział wydobycia z pokładów cienkich jest znacznie mniejszy niż wynikałoby to z udziału tych pokładów w zasobach. Część kopalń, posiadających znaczne zasoby w pokładach cienkich, w ogóle nie prowadzi w nich eksploatacji. Za przykład można podać LW Bogdanka SA, która posiada 36,8% zasobów przemy-słowych w pokładach o grubości poniżej 1,5 m i nie prowadzi w nich eksploatacji. Kopalnie podejmują eksploatację pokładów o grubości do 1,5 m, jedynie w przypad-kach koniecznych, np. ze względu na bezpieczeństwo (zagrożenie tąpaniami, samoza-płon) lub gdy nie posiadają innych pokładów.

W skali całego przemysłu węglowego w 2004 roku udział wydobycia według grubości pokładów, przedstawiał się następująco:

Grubość pokładu, m Procentowy udział w wydobyciu do 1,5

1,51–3,5 3,51–7,0

powyżej 7,0

5,1%; 73,9%; 11,0%; 10,0%.

Udział wydobycia z pokładów cienkich drastycznie zmniejsza się. O ile w 1998 roku wynosił 18%, to w 1999 roku już 16%, w 2000 roku 13%, w 2001 roku już tylko 7,7%, natomiast w 2004 roku zmniejszył się do 5,1%. Podstawową przyczyną rezygnacji kopalń z prowadzenia eksploatacji w pokładach cienkich jest ograniczona możliwość osiągnięcia w nich wysokiej koncentracji wydobycia. Wynika to z nastę-pujących uwarunkowań (Turek 2002): • w ścianach niskich nie jest praktycznie możliwe zwiększenie postępu przez zwięk-

szenie zabioru kombajnu, gdyż przy małej wysokości ściany powoduje to utrud-niony załadunek urobku, co wpływa na pogorszenie warunków urabiania i wzrost zapylenia,

• w pokładach silnie metanowych wielkość wydobycia jest ograniczona możliwo-ścią dostarczenia odpowiedniej ilości powietrza, ze względu na mały przekrój ściany, i nie można forsować szybkości postępu,

• oferowane wyposażenie techniczne dla ścian niskich, prowadzonych w trudnych warunkach geologiczno-górniczych, nie zawsze pozwala na osiągnięcie dobrych wyników produkcyjnych.

Na możliwość prowadzenia eksploatacji, a więc i na gospodarkę złożem, wpły-wają także zagrożenia naturalne, od których zależy bezpieczeństwo pracy. Należy zauważyć, że 16% zasobów przemysłowych występuje w pokładach II i III stopnia zagrożenia tąpaniami, 25% w pokładach III i IV kategorii zagrożenia metanowego, 29% w rejonach o temperaturze górotworu przekraczającej 28°C, a 23% w po-kładach o trudnych warunkach stropowych. Zagrożenia te mogą w przyszłości

71

wyeliminować część zasobów z eksploatacji, na co wskazuje m.in. stały wzrost jej średniej głębokości z 527 m w 1990 do 653 m w 2004 roku. W 2005 roku 92% wy-dobycia pochodziło z głębokości powyżej 500 m (rys. 4.6).

Rys. 4.6. Udział wydobycia w przedziałach głębokości zalegania pokładów

Źródło: System IGZOP/M.

Duże znaczenie dla wielkości zasobów możliwych do wydobycia mają też ogra-niczenia wynikające z obowiązku ochrony środowiska, w tym infrastruktury przemy-słowej. O skali tych ograniczeń w znacznej mierze informuje ilość zasobów uwięzionych w filarach ochronnych. W obrębie filarów ochronnych znajduje się 22% ogólnej wielkości zasobów przemysłowych, z tego na poziomach czynnych aż 30%. W 9 kopalniach udział zasobów węgla w filarach ochronnych przekracza 50% udo-stępnionych zasobów przemysłowych. Największy udział zasobów przemysłowych w obrębie filarów na poziomach czynnych i będących w budowie, występuje w kopal-ni „Pokój” (96%) i „Polska-Wirek” (88%) (tab. 4.6). Pomimo bardzo dużej ilości zasobów przemysłowych, jakie wykazują kopalnie „Halemba” i „Bielszowice”, od-powiednio 53 i 66% zasobów jest zlokalizowana w filarach. Inaczej jest w kopalniach: „Chwałowice”, „Marcel”, „Pniówek”, „Wesoła” i „Bogdanka”, gdzie wszystkie udo-stępnione zasoby przemysłowe znajdują się poza filarami. Niewielkie ilości zasobów w filarach znajdują się w kopalniach: „Bolesław Śmiały”, „Rydułtowy-Anna”, „Murcki”, „Borynia” oraz „Krupiński”.

Wydobycie zasobów uwięzionych w filarach jest bardzo utrudnione, gdyż wyma-ga uzyskania zgody władz samorządowych oraz stosowania specjalnych systemów eksploatacji. Przy odchodzeniu od eksploatacji z podsadzką (z 9,4 w 1995 do 3,6 mln t w 2004 r.), co stanowiło 4% całkowitego wydobycia) wybranie filarów będzie w większości niemożliwe.

8,2

16,3

18,3

17,4

18,4

13,1

6,3

1,2

0,0

0,8

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0

Udział, %

pow. 900

do 900

do 800

do 700

do 600

do 500

do 400

do 300

do 200

do 100

Głę

bokość

eks

ploa

tacj

i, m

72

Tabela 4.6. Ilość zasobów przemysłowych w granicach filarów ochronnych (stan na 31.12.2005 r.)

Lp. Kopalnia – spółka Zasoby przemysłowe

poza filaramimln t

w filarachmln t

razemmln t

stopień udostępnienia, %

KOMPANIA WĘGLOWA SA1 Bielszowice 93,8 188,0 281,8 100,02 Bobrek-Centrum 23,4 80,7 104,2 100,03 Bolesław Śmiały 53,2 0,3 53,5 100,04 Brzeszcze-Silesia 112,0 75,1 187,1 85,65 Chwałowice 238,1 0,0 238,1 16,46 Halemba 156,7 177,2 333,9 100,07 Jankowice 205,5 9,3 214,9 35,88 Knurów 184,4 24,2 208,6 63,59 Marcel 143,4 0,0 143,4 71,410 Piast 250,1 41,3 291,4 94,711 Pokój 2,6 64,5 67,1 100,012 Polska-Wirek 2,7 20,9 23,6 100,013 Rydułtowy-Anna 103,1 0,4 103,5 92,114 Sośnica-Makoszowy 295,3 11,6 307,0 59,415 Szczygłowice 190,8 137,7 328,5 50,316 Ziemowit 260,7 27,3 288,0 59,517 ZG Piekary 13,6 36,8 50,4 100,0

KATOWICKA GRUPA KAPITAŁOWA SA1 Kazimierz-Juliusz Sp. z o.o. 12,1 14,2 26,3 100,02 Murcki 224,2 0,5 224,8 35,43 Mysłowice 22,4 9,1 31,5 100,04 Staszic 197,3 132,0 329,2 64,65 Wesoła 259,0 0,0 259,1 100,06 Wieczorek 36,3 5,4 41,7 100,07 Wujek 74,9 64,2 139,1 100,0

JASTRZĘBSKA SPÓŁKA WĘGLOWA SA1 Borynia 59,0 0,3 59,3 100,02 Jas-Mos 49,9 8,8 58,8 100,03 Krupiński 54,3 0,1 54,5 100,04 Pniówek 154,6 0,0 154,6 100,05 Zofiówka 122,8 1,7 124,5 100,0

KOPALNIE SAMODZIELNE1 Bogdanka SA 320,4 0,0 320,4 43,02 Budryk SA 336,3 9,2 345,5 39,33 Janina 345,1 44,8 389,9 19,14 SILTECH Sp. z o.o. 0,0 2,6 2,6 100,05 ZGE Sobieski Jaworzno III Sp. z o.o. 80,9 136,9 217,8 45,2

RAZEM 4679,1 1325,3 6004,4 66,4Źródło: System IGZOP/M.

Wielkość filarów na pewno wzrośnie ze względu na przewidywane nowe inwe-stycje na Górnym Śląsku, zawarte w perspektywicznych programach zagospodarowa-nia powierzchni. Chodzi przede wszystkim o projektowane autostrady A-4 i A-1, przechodzące przez obszary górnicze kopalń.

73

4.3. Charakterystyka zasobów przemysłowych pod względem jakości węgla i warunków zalegania pokładów

Wdrożenie zasad gospodarki rynkowej i restrukturyzacja górnictwa węgla ka-miennego wywarły ogromny wpływ na gospodarkę zasobami złóż. Dotyczy to szcze-gólnie zmian, jakie zanotowano w wielkości i jakości bazy zasobów przemysłowych. Zasoby przemysłowe węgla stanowią podstawę do planowania i projektowania dzia-łalności górniczej kopalń. Ewidencyjny stan bazy zasobów przemysłowych służy do obliczania okresu wystarczalności złóż w obszarach górniczych, jak również do usta-lania zdolności produkcyjnej poszczególnych kopalń. Z kolei parametry jakościowe węgla, przede wszystkim w zasobach przemysłowych, mają szczególne znaczenie, gdyż determinują sytuację ekonomiczną kopalni i stanowią podstawowe kryteria kwalifikowania zasobów na etapie opracowywania projektu zagospodarowania złóż. To właśnie między innymi wartość opałowa oraz zawartość siarki i popiołu w węglu, mają podstawowy wpływ na wyniki ekonomiczne kopalń, determinowane przez formułę cenową węgla. Lepsze parametry jakościowe węgla gwarantują uzyskanie wyższej ceny jednostkowej, a przez to zwiększenie przychodu kopalni.

4 . 3 . 1 . U d z i a ł w ę g l i e n e r g e t y c z n y c h i k o k s o w y c h

Udział poszczególnych typów węgla w zasobach ma istotne znaczenie z punktu widzenia zapotrzebowania rynku. W całkowitej ilości zasobów przemysłowych we wszystkich czynnych kopalniach węgla kamiennego, dominuje węgiel energetyczny typu 31–33. Stanowi on 56,2% zasobów ogółem i 53,4% zasobów udostępnionych (tab. 4.7). Jest to baza dla systemu elektroenergetycznego kraju, gdzie wytwarzanie energii elektrycznej w 97% jest oparte na kopalnych paliwach stałych, w tym 63% to energia wytworzona z węgla kamiennego. Pozostała część bazy zasobów przemysło-wych to węgiel koksowy, głównie typu 34, wykorzystywany do produkcji koksu przemysłowo-opałowego oraz jako składnik mieszanki koksowej. Węgiel koksowy najwyższej jakości, czyli ortokoksowy − typ 35, stosowany do produkcji wysokiej jakości koksu w procesie wielkopiecowym, stanowi jedynie 16% całkowitych zaso-bów przemysłowych. Pozostałe typy węgla (36–38) mają znaczenie marginalne, gdyż stanowią tylko 0,8% zasobów udostępnionych.

Tabela 4.7. Podział zasobów przemysłowych w kopalniach czynnych ze względu na typy węgla (stan na 31.12.2005 r.)

Typ węgla Zasoby przemysłowe

ogółem na poziomach czynnych i w budowiemln t % mln t %

31–33 34 35–38 41–42

3375,3 1618,5 1010,6

0,0

56,227,0 16,8 0,0

2139,71190,2 676,2

0,0

53,429,7 16,9 0,0

Razem 6004,4 100,0 4006,1 100,0Źródło: System IGZOP/M.

74

Zasoby węgla ortokoksowego w większości występują w czterech kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej SA: „Jas-Mos”, „Borynia”, „Zofiówka” i „Pniówek” (tab. 4.8). Z tych kopalń pochodzi także całkowita produkcja tego typu węgla. Należy zaznaczyć jednak, że znaczne zasoby węgla ortokoksowego znajdują się także w in-nych kopalniach górnośląskich. Pokłady węgla typu 35 występują w kopalniach: „Szczygłowice”, „Bielszowice”, „Halemba” i „Budryk” oraz w niewielkiej ilości w kopalniach „Knurów” i „Krupiński”. Zasoby tych kopalń należy uznać jako poten-cjalne, gdyż w większości są albo nieudostępnione, albo brak jest w tych kopalniach możliwości selektywnej eksploatacji, połączonej z prowadzeniem oddzielnego proce-su wzbogacania węgla typu 35. Na uruchomienie eksploatacji z wyodrębnieniem węgla typu 35 potrzeba w tych kopalniach znacznych nakładów inwestycyjnych. We wspomnianych kopalniach Kompanii Węglowej SA oraz w kopalni „Budryk” występują znaczne zasoby węgla koksowego o niższych parametrach jakościowych (typ 34). Jest on wykorzystywany do produkcji koksu przemysłowo-opałowego oraz jako mieszanki koksowe. Wielkość zasobów przemysłowych w kopalniach, posiadają-cych zasoby węgla koksowego, przedstawiono w tabeli 4.8.

Tabela 4.8. Wielkość zasobów przemysłowych w kopalniach produkujących węgiel koksowy (stan na 31.12.2005 r.)

Lp. Kopalnia – spółka Zasoby przemysłowe, mln t

typ 31–33 typ 34 typ 35–38KOMPANIA WĘGLOWA SA

1 Bielszowice 16,57 151,76 113,442 Halemba 21,36 212,07 100,433 Knurów 18,33 187,21 3,055 Marcel 79,41 64,03 0,006 Pokój 27,28 39,81 0,007 Polska-Wirek 8,47 15,13 0,008 Rydułtowy-Anna 5,27 98,19 0,009 Sośnica-Makoszowy 85,35 206,69 14,92

10 Szczygłowice 9,08 134,71 184,75JASTRZĘBSKA SPÓŁKA WĘGLOWA SA

1 Borynia 0,00 1,06 58,252 Jas-Mos 0,00 0,00 58,773 Krupiński 31,01 23,06 0,414 Pniówek 0,00 4,31 150,315 Zofiówka 0,00 0,00 124,55

KOPALNIE SAMODZIELNE1 Budryk SA 6,82 165,09 173,59

Źródło: System IGZOP/M.

Pomimo znacznej wielkości zasobów przemysłowych węgla ortokoksowego (typ 35) w kopalniach: „Budryk”, „Szczygłowice”, „Halemba” i „Bielszowice”, na razie nie ma warunków technicznych, aby ten węgiel wydzielić i oddzielnie wzbogacać. Kopalnie te eksploatują węgiel gazowo-koksowy i ortokoksowy, a także węgiel ener-getyczny typu 31–33. Tylko część produkcji węgla handlowego nadaje się do kokso-wania. Do celów energetycznych są kierowane półprodukty ze wzbogacania, a także część produkcji węgla gazowo-koksowego niewzbogaconego i uśrednionego. W przy-padku węgla koksowego typu 35, do celów energetycznych są kierowane jedynie pół-produkty.

75

Powyższe zestawienie pokazuje, że przyszłość polskiego przemysłu koksowni-czego jest oparta na zasobach i dostępności najlepszych węgli ortokoksowych typu 35 w czterech kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej: „Jas-Mos”, „Borynia”, „Zofiówka” i „Pniówek”. Wynika to z rosnących wymagań stawianych przez odbior-ców koksu − hutnictwa, gdzie w recepturach koksowniczych mieszanek węglowych musi dominować udział węgla typu 35 (sięgający w produkcji eksportowej 100%). Łączne zasoby przemysłowe węgla kamiennego w obszarach koncesyjnych tych kopalń, według stanu na dzień 31.12.2005 r. kształtują się na poziomie 397 mln t. W złożach kopalń przeważa węgiel koksowy typu 35.1−35.2, stanowiący prawie 90% udokumentowanych zasobów przemysłowych.

Węgiel typu 35.1, eksploatowany w kopalni „Pniówek”, jest podstawowym składnikiem mieszanek koksowniczych. Węgle wydobywane w kopalniach „Borynia” i „Zofiówka” są zaliczane do typu 35.2A. Stanowią one podstawę do produkcji koksu o wysokich parametrach wytrzymałościowych, odpowiadających typowi „hard”. W kopalni „Jas-Mos” jest eksploatowany węgiel typu 35.2B, który cechuje się wysoką czystością, niskim udziałem części lotnych oraz niską zawartością siarki, tlenków alkalicznych i fosforu, lecz wysoką zawartością inertynitu (pow. 30%)

Wszystkie kopalnie wydobywające węgiel ortokoksowy („Jas-Mos”, „Borynia”, „Zofiówka” i „Pniówek”) udostępniają bądź posiadają całkowicie udostępnioną bazę zasobów przemysłowych. Jedynie w kopalni „Zofiówka” całkowita baza zasobów przemysłowych jest udostępniona. W kopalni „Pniówek” tylko 13% zasobów przemy-słowych występuje na poziomach czynnych, a pozostała część, czyli 135 mln t, jest udostępniane wyrobiskami górniczymi (1000–1100). Podobnie w kopalniach „Bory-nia” i „Jas-Mos” nie wszystkie zasoby są udostępnione. W kopalni „Borynia” na po-ziomach czynnych znajduje się 11 mln t zasobów przemysłowych, natomiast 48 mln t, występuje na poziomach w budowie (950–1000). W przypadku kopalni „Jas-Mos” na poziomach czynnych pozostało jedynie 5,2 mln t zasobów przemysłowych, a udostęp-nienie poziomów w budowie (860–1060) powiększy bazę zasobów przemysłowych o 53, 6 mln t.

4 . 3 . 2 . W a r t o ś ć o p a ł o w a w ę g l a

Jednym z najważniejszych parametrów jakościowych, określających wartość użytkową węgla stosowanego do celów energetycznych, jest wartość opałowa. W ta-beli 4.9 przedstawiono podział zasobów przemysłowych w zależności od wartości opałowej. Z zestawienia wynika, że kopalnie czynne dysponują zasobami przemysło-wymi węgla o wysokiej wartości opałowej. Prawie 95% zasobów na poziomach udo-stępnionych i będących w budowie posiada wartość opałową powyżej 22 000 kJ/kg, przy wymaganiach kryteriów bilansowości pokładów węgla powyżej 15 000 kJ/kg.

W 27 kopalniach praktycznie wszystkie udostępnione zasoby przemysłowe mają war-tość opałową powyżej 22 000 kJ/kg. Zasoby przemysłowe o wartości opałowej poniżej 22 000 kJ/kg posiada 15 kopalń. Najwięcej zasobów w tym przedziale wartości opałowej posiadają kopalnie, zlokalizowane we wschodniej części GZW. Należą do nich: „Janina” (173 mln t), ZGE Sobieski Jaworzno III (59 mln t) i „Ziemowit” (28 mln t).

76

Tabela 4.9. Podział zasobów przemysłowych ze względu na wartość opałową węgla (stan na 31.12. 2005 r.)

Wartość opałowa, kJ/kg Zasoby przemysłowe

ogółem na poziomach czynnych i w budowie mln t % mln t %

Do 18000 18 000–20 000 20 000–22 000 22 000–25 000 Powyżej 25 000

209,8 23,5

271,2 914,3 4585,6

3,50,4 4,5 15,2 76,4

83,110,9

116,1 554,6 3241,4

2,1 0,3 2,9

13,8 80,9

Razem 6004,4 100,0 4006,1 100,0 Źródło: System IGZOP/M.

Łącznie zasoby przemysłowe o wartości opałowej poniżej 22 000 kJ/kg w kopal-niach czynnych wynoszą 504 mln t, co stanowi 8,4% wszystkich zasobów przemy-słowych tych kopalń. W przedziale wartości opałowej 22 000–25 000 kJ/kg znajduje się 914,3 mln t zasobów przemysłowych, co stanowi 15,2% ich całkowitej ilości w kopalniach czynnych. Na poziomach czynnych i w budowie znajduje się 554,6 mln t zasobów przemysłowych z tego zakresu wartości opałowej. W najlepszej klasie wartości opałowej, tj. powyżej 25 000 kJ/kg, występuje 4585,6 mln t zasobów prze-mysłowych, z tego ponad 3,2 mld t jest na poziomach udostępnionych bądź w trakcie udostępniania.

Najwięcej zasobów przemysłowych o wartości opałowej powyżej 25 000 kJ/kg występuje w złożach kopalń: „Szczygłowice” (325 mln t – 99% całkowitych zasobów przemysłowych tej kopalni), LW Bogdanka SA (320 mln t − 100%), „Budryk” (342 mln t − 99%), „Chwałowice” (236 mln − 99%) i „Staszic” (329 mln t − 100%). Tak duży udział zasobów przemysłowych o wysokiej wartości opałowej świadczy o po-ważnym potencjale energetycznym bazy zasobowej złóż węgla kamiennego w kopal-niach czynnych.

4 . 3 . 3 . Z a w a r t o ś ć p o p i o ł u w w ę g l u

Zawartość popiołu świadczy o stopniu czystości węgla. Wyższa jego zawartość oznacza niższą wartość opałową. Podział zasobów przemysłowych pod względem zawartości popiołu w węglu przedstawiono w tabeli 4.10. Przedstawiona zawartość popiołu w węglu dotyczy próbek bruzdowych, w których nie uwzględnia się przero-stów w pokładzie węgla o grubości powyżej 5 cm. Eksploatowana furta pokładu wraz z przerostami, na ogół o grubości 5–30 cm, będzie dawać urobek o większym zapopie-leniu. Jeżeli przyjmie się podział na węgle wysokopopiołowe, tzn. o zawartości popio-łu powyżej 20% oraz na węgle pozostałe (o zawartości popiołu poniżej 20%), to można stwierdzić, że w całkowitych zasobach przemysłowych, w złożach kopalń czynnych, węgle wysokopopiołowe mają udział zaledwie 4,8%, natomiast na pozio-mach czynnych i w budowie – 5,1%. W przedziale zawartości popiołu w węglu 26–30% odsetek ten wynosi odpowiednio 1,4 i 1,5%, a powyżej 30% udział ten jest znikomy i wynosi zaledwie 0,3%.

77

Tabela 4.10. Podział zasobów przemysłowych ze względu na zawartość popiołu w węglu (stan na 31.12.2005 r.)

Zawartość popiołu %

Zasoby przemysłoweogółem na poziomach czynnych i w budowie

mln t % mln t % Do 10 10–15 16–20 21–25 26–30 Powyżej 30

3209,4 1788,8 718,9 187,7 83,8 15,8

53,529,8 12,0 3,1 1,4 0,3

2273,31105,4 420,0 132,3 61,3 13,8

56,7 27,6 10,5 3,3 1,5 0,3

Razem 6004,4 100,0 4006,1 100,0 Źródło: System IGZOP/M.

Zasoby przemysłowe węgli wysokopopiołowych posiada 19 kopalń, przy czym najwięcej tych zasobów zalega w złożach kopalń: „Sośnica-Makoszowy”, „Bolesław Śmiały”, „Brzeszcze-Silesia” i „Halemba”. W większości kopalń udział węgli o wy-sokiej zawartości popiołu stanowi mniej niż 10% ogólnej wielkości zasobów przemy-słowych. W przypadku kopalni „Bolesław Śmiały” udział ten przekracza 73% i są to głównie węgle o zawartości popiołu w granicach 21–25%.

Większość zasobów, 83,3% całkowitych i 84,3% udostępnionych, ma zawartość popiołu poniżej 15%. Ponad połowa całkowitych zasobów przemysłowych to węgle niskopopiołowe o zawartości popiołu poniżej 10%. Ich wielkość wynosi 3209,4 mln t, z tego na poziomach czynnych i w budowie znajduje się 2273,3 mln t. Największą bazę zasobów przemysłowych węgli niskopopiołowych posiadają kopalnie: LW Bogdanka (313 mln t), „Staszic” (275 mln t), „Bielszowice” (251 mln t) i „Wesoła” (220 mln t).

Udział zasobów o zawartości popiołu w węglu powyżej 20%, w stosunku do cał-kowitych zasobów przemysłowych, systematycznie maleje. Według stanu na 31.12.1990 r. zasoby te stanowiły 15,1% całkowitych zasobów przemysłowych, a na koniec 2005 roku już tylko 4,8%.

4 . 3 . 4 . Z a w a r t o ś ć s i a r k i w w ę g l u

Podstawowym problemem związanym z zawartością siarki w węglu kamiennym jest emisja SO2 i związana z nią degradacja środowiska przyrodniczego. Dwutlenek siarki jest jednym z najważniejszych czynników oddziałujących szkodliwie na śro-dowisko, dlatego tak dużą wagę przywiązuje się do ograniczenia niekorzystnego wpływu tego związku na poszczególne elementy środowiska. Zawartość siarki w węglu kamiennym stała się przedmiotem uwagi stosunkowo niedawno, bo z po-czątkiem lat 70. ubiegłego wieku. Jej obecność wpływa bezpośrednio na poziom emisji SO2. Siarka występuje w węglu w trzech odmianach, a mianowicie w związ-kach organicznych, pirytach (FeS2) i związkach siarczanowych. Siarka w węglu jest zjawiskiem wysoce niepożądanym, gdyż oprócz szkodliwego oddziaływania na śro-dowisko, wywołuje korozję powierzchni ogrzewalnych, na przykład kotła oraz po-woduje żużlowanie jego paleniska.

Szacuje się, że około 95% siarki całkowitej węgla przechodzi do gazów spalino-wych (Klank 2005). Większość węgli handlowych ma niską zawartość siarki, a jedy-

78

nie w niewielkiej ilości oferowanych węgli siarka przekracza 1,5%. Ze względu na przepisy regulujące dopuszczalne emisje, w wielu krajach pojęcie „węgiel niskosiar-kowy” ulega zmianie. Dotychczas za takie uważało się węgle o zawartości siarki 0,9–1,0%, obecnie tą granicą jest 0,8%, a coraz więcej oferowanych węgli ma zawar-tość siarki poniżej 0,6%.

W pokładach węgla siarka występuje we wszystkich typach węgli, od ilości śladowych do kilku, a nawet kilkunastu procent. Średnia zawartość siarki w węglu kamiennym GZW wynosi około 1,2%, a przedział zawartości siarki w pokładach jest dosyć szeroki od 0,32 do 2,82%. Podział zasobów przemysłowych pod względem zawartości siarki w węglu (stan na 31.12.2005 r.) przedstawiono w tabeli 4.11.

Tabela 4.11. Podział zasobów przemysłowych ze względu na zawartość siarki całkowitej w węglu (stan na 31.12. 2005 r.)

Zawartość siarki całkowitej, % Zasoby przemysłowe

ogółem na poziomach czynnych i w budowie mln t % mln t %

Do 0,6 0,7–0,9 1,0–1,2 1,3–1,5 1,6–2,0 Powyżej 2,0

2560,5 1819,5 836,8 342,1 190,8 254,7

42,630,3 13,9 5,7 3,2 4,2

1802,41242,7 450,9 199,3 111,3 199,5

45,0 31,0 11,3 5,0 2,8 5,0

Razem 6004,4 100,0 4006,1 100,0 Źródło: System IGZOP/M.

Zasoby węgla wysokozasiarczonego, o zawartości siarki powyżej 1,5%, stanowią zaledwie 7,4% całkowitych zasobów przemysłowych i 5% zasobów na poziomach czynnych i w budowie. Zasoby takie posiada 10 kopalń, przy czym największe ilości wykazują kopalnie wschodniej części GZW: „Janina” (170 mln t), ZGE Sobieski Jaworzno III (56 mln t), „Piast” (24 mln t) i „Ziemowit” (13,5 mln t) oraz LW Bog-danka (15 mln t). W złożu kopalni „Pniówek” występuje wyłącznie węgiel wysokoza-siarczony o zawartości siarki powyżej 2,0%. Łącznie zasoby przemysłowe węgla o zawartości siarki powyżej 1,5% wynoszą 445,5 mln t, w tym na poziomach czyn-nych i w budowie 310,8 mln t. W przedziale zawartości siarki powyżej 2,0% wielkość tych zasobów wynosi odpowiednio 254,7 i 199,5 mln t. Prawie 73% całkowitych za-sobów przemysłowych to zasoby węgla o zasiarczeniu poniżej 1,0%, przy czym zaso-bów węgla niskozasiarczonego o zawartości siarki do 0,6% jest 2560,5 mln t, a na poziomach czynnych i w budowie 1802,4 mln t.

Najwięcej zasobów przemysłowych węgla niskozasiarczonego występuje w zło-żach następujących kopalń: „Staszic” (267 mln t), „Wesoła” (226 mln t), „Halemba” (226 mln t) i „Bielszowice” (216 mln t). W przypadku kopalni „Staszic” 140 mln t zasobów, a w pozostałych trzech kopalniach wszystkie zasoby przemysłowe węgla niskozasiarczonego są udostępnione lub znajdują się na poziomach przygotowywa-nych do eksploatacji.

79

4 . 3 . 5 . G ł ę b o k o ś ć d o k u m e n t o w a n i a z a s o b ó w

Zgodnie z obowiązującymi kryteriami bilansowości, zasoby węgla kamiennego dokumentuje się do głębokości 1000 m. W większości kopalń udokumentowane wcześniej zasoby, zalegające poniżej tej głębokości, zostały przekwalifikowane do zasobów pozabilansowych. Według stanu na 31.12.2005 roku pozostało jedynie 6 kopalń, które w ewidencji posiadają jeszcze zasoby bilansowe poniżej 1000 m – łącznie 486 mln t, natomiast zasoby przemysłowe, dotychczas górniczo nieudostęp-nione, udokumentowane poniżej tej głębokości, występują w następujących kopal-niach: • „Budryk” – 209,5 mln t, • „Sośnica-Makoszowy” – 26,5 mln t, • „Rydułtowy-Anna” – 8,1 mln t.

4 . 3 . 6 . G r u b o ś ć p o k ł a d ó w

Miąższość pokładów węgla jest podstawowym parametrem determinującym wybór technologii eksploatacji. Minimalna miąższość pokładu, w myśl obowiązują-cych kryteriów bilansowości, powinna wynosić nie mniej niż 1,0 m. Do zasobów przemysłowych kwalifikuje się tylko pokłady o miąższości większej niż 1,2–1,5 m ze względu na efektywność eksploatacji. Dążenie do poprawy efektywności procesu wy-dobycia powoduje nawet rezygnację z eksploatacji pokładów o miąższości mniejszej niż 1,5 m.

Zestawienie udziału zasobów przemysłowych w odpowiednich przedziałach miąż-szości pokładów przedstawiono w tabeli 4.12.

Tabela 4.12. Podział zasobów przemysłowych ze względu na grubość pokładu (stan na 31.12.2005 r.)

Grubość pokładu, m Zasoby przemysłowe

ogółem na poziomach czynnych i w budowiemln t % mln t %

Do 1,2 1,2–1,5 1,5–2,0 2,0–3,5 3,5–4,5 Powyżej 4,5

118,1 991,7 1390,3 2020,5 531,2 952,6

2,016,5 23,2 33,7 8,8 15,9

66,7592,4 937,1 1327,9 348,8 733,2

1,7 14,8 23,4 33,1 8,7

18,3 Razem 6004,4 100,0 4006,1 100,0

Źródło: System IGZOP/M.

Z powyższego zestawienia wynika, że udział pokładów cienkich (do 1,5 m) jest dość znaczny i w ogólnych zasobach przemysłowych wynosi 18,5%, a w zasobach na poziomach czynnych i w budowie – 16,5%.

4.4. Wystarczalność zasobów węgla kamiennego

Prognoza wystarczalności zasobów węgla kamiennego w Polsce, a tym samym ich dostępności i zabezpieczenia potrzeb odbiorców tego surowca w przyszłości, musi

80

uwzględniać wiele czynników, które w sposób bezpośredni bądź pośredni wpływają na funkcjonowanie kopalń. Do najistotniejszych elementów warunkujących przyszłość górnictwa węgla kamiennego należą: • Czynnik zasobowy – wielkość bazy zasobowej przy uwzględnieniu wszelkich

ograniczeń wynikających z warunków geologiczno-górniczych, technicznych i ekonomicznych.

• Czynnik popytowy – w przypadku węgla energetycznego wynika on z prognoz zapotrzebowania na energię, natomiast dla węgla koksowego popyt na koks wy-znacza w zasadzie zapotrzebowanie hutnictwa żelaza. Czynnik ten musi również uwzględniać realizację planowanego eksportu.

• Czynnik produkcyjny – ograniczenia podaży węgla kamiennego, wynikające ze zdolności produkcyjnych poszczególnych ogniw technologicznych w jednostkach wydobywczych.

• Czynnik polityczny – wszelkie zmiany w sektorze górnictwa węgla kamiennego od początku lat 90. XX wieku odbywają się zgodnie z rządowymi programami restrukturyzacyjnymi, przy znacznym udziale środków publicznych. Z chwilą akcesji Polski do Unii Europejskiej kraj nasz obowiązują przepisy regulujące funkcjonowanie gospodarki zgodnie z uregulowaniami Wspólnoty. W związku z powyższym, realizowany przez sektor górnictwa program restrukturyzacji musi być zaakceptowany przez Komisję Europejską.

4 . 4 . 1 . D o s t ę p n o ś ć z a s o b ó w w ę g l a k a m i e n n e g o – c z y n n i k z a s o b o w y

Prognoza dostępności zasobów węgla kamiennego w Polsce, a tym samym okre-ślenie wystarczalności bazy zasobowej, została przedstawiona na podstawie wielkości zasobów operatywnych, zatwierdzonych w projektach zagospodarowania złóż, podda-nych rygorom dodatkowej weryfikacji.

Zasoby operatywne są częścią zasobów przemysłowych, a właściwie w myśl ob-owiązujących przepisów (Rozporządzenie Ministra Środowiska z 27 czerwca 2005 r. w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać projekty zagospoda-rowania złóż), są to zasoby przemysłowe, pomniejszone o straty w zasobach węgla, wynikające z prowadzonej eksploatacji. Generalnie są to zasoby, które powinny zostać wydobyte. Ustalane są, podobnie jak zasoby przemysłowe, tylko dla złóż w kopal-niach czynnych ze względu na znane warunki i sposób eksploatacji oraz urządzenia techniczne, które będą zastosowane przy wybieraniu tych zasobów.

Ilość zasobów operatywnych na 31.12.2005 roku wynosiła 3807 mln t. Najwięk-sze ilości zasobów operatywnych znajdują się na poziomach czynnych – 2000 mln t, co stanowi prawie połowę ich wielkości (46,7%). Najmniej, bo tylko około 14%, znajduje się na poziomach będących w budowie. Reszta zasobów znajduje się poza tymi poziomami.

81

Biorąc pod uwagę kąt nachylenia pokładów, to aż 80% całkowitych zasobów ope-ratywnych zalega poziomo bądź w niewielkim nachyleniu do 12o. Minimalny jest udział pokładów o nachyleniu powyżej 35°. Pokłady silnie nachylone to jedynie 0,33% zasobów operatywnych. Ponad 1,2 mld t, czyli 47,2% zasobów operatywnych udostępnionych (na poziomach czynnych i w budowie) zalega w warunkach optymal-nych dla eksploatacji. Występują one w pokładach poziomych o miąższości 1,5–3,5 m. Znaczna część zasobów udostępnionych zalegających poziomo występuje w po-kładach grubych, powyżej 3,5 m (21,2%).

Węgle niskosiarkowe o zawartości siarki poniżej 0,9% stanowią 73% całkowitych zasobów operatywnych. Z tej wielkości aż 43% to węgle o zawartości siarki poniżej 0,6%. Warto zwrócić uwagę, że w części zasobów operatywnych udostępnionych udział węgli niskosiarkowych (<0,9%) wynosi 76% (1,94 mln t). Z tej części jedynie 15% zalega w pokładach cienkich (do 1,5 m), a najwięcej zasobów węgla niskosiar-kowego występuje w pokładach o miąższości 1,5–3,5 m (54%). Węgiel o zawartości siarki powyżej 1,5% stanowi jedynie 6,8% zasobów operatywnych udostępnionych i występuje głównie w pokładach o miąższości 1,5–3,5 m.

Do poprawnej oceny możliwości funkcjonowania poszczególnych kopalń nie-zbędna jest weryfikacja ekonomiczna bazy zasobowej. Weryfikacja taka uzależnia wielkość bazy zasobowej od sytuacji rynkowej oraz od kondycji ekonomicznej danej kopalni. Wydzielone w ten sposób zasoby, które można określić jako efektywne, będą wielkością dynamiczną. Wielkość zasobów efektywnych, w przeciwieństwie do bazy zasobów bilansowych określonych w dokumentacji geologicznej, będzie ulegać zmianom w czasie, w zależności od czynników organizacyjno-technicznych i ekonomicznych.

4 . 4 . 2 . P r o g n o z a z a p o t r z e b o w a n i a n a w ę g i e l k a m i e n n y – c z y n n i k p o p y t o w y

Jednoznaczne określenie krajowego zapotrzebowania na węgiel kamienny w per-spektywie najbliższych kilkudziesięciu lat jest zadaniem skomplikowanym i przez to trudnym do zrealizowania. Wynika to głównie z konieczności przewidzenia w długiej perspektywie wielu często bardzo złożonych czynników, mających wpływ tak na cha-rakter, jak i na tempo rozwoju gospodarki narodowej. Do najistotniejszych czynników należą: • sytuacja na światowym rynku surowców – determinująca poziom cen, • wielkość wzrostu gospodarczego w kraju – mierzona poziomem PKB, co jest

związane ze wzrostem zapotrzebowania na energię, • sytuacja społeczno-polityczna w kraju.

Pomimo złożoności zagadnienia oraz napotykanych trudności, wielu autorów opracowuje własne analizy zapotrzebowania na węgiel kamienny, opierając swoje przewidywania na istniejących prognozach krajowego zapotrzebowania na energię

82

elektryczną. Powiązanie, jakie występuje między prognozami zapotrzebowania na węgiel kamienny a zapotrzebowaniem na energię elektryczną, jest w przypadku Polski jednoznaczne (biorąc pod uwagę krajowy bilans energetyczny). Dodatkowo, nie bez znaczenia jest konieczność spojrzenia na krajowy rynek energetyczny z perspektywy międzynarodowej, w szczególności europejskiej. Dlatego określenie krajowego zapo-trzebowania na energię elektryczną w perspektywie do 2030 roku musi być odniesione do zapotrzebowania na energię elektryczną w Unii Europejskiej.

Szczegółową prognozę zapotrzebowania na węgiel kamienny przedstawiono w dalszej części opracowania.

4 . 4 . 3 . M o ż l i w o ś c i w y d o b y w c z e k o p a l ń w ę g l a k a m i e n n e g o – c z y n n i k p r o d u k c y j n y

Łączna zdolność produkcyjna kopalń węgla kamiennego w 2003 roku wynosiła około 102,6 mln t, z czego zdolności produkcyjne węgla energetycznego wynosiły około 86,2 mln t, natomiast węgla koksowego około 16,4 mln t. Wydobycie w 2003 roku wyniosło 100,4 mln t, co oznacza wykorzystanie zdolności produkcyjnych w 98,4%.

W 2004 roku nastąpiło zmniejszenie zdolności produkcyjnych w wyniku posta-wienia w stan likwidacji ZG Bytom II i zakończenia z dniem 31.07.2004 roku wydo-bycia w tym zakładzie (redukcja 1,2 mln t/rok) oraz likwidacji kopalni „Katowice-Kleofas” i zakończenia z dniem 14.01.2004 roku wydobycia (redukcja 1,3 mln t/rok). Po uwzględnieniu trwałej redukcji zdolności produkcyjnych w wysokości 2,5 mln t (likwidacja kopalń) oraz okresowego, nietrwałego zmniejszenia zdolności produkcyj-nych (m.in. w wyniku pożarów, przyczyn technicznych i geologicznych) w wysokości 1,75 mln t, zdolności produkcyjne sektora na 31.12.2004 roku wyniosły 99,5 mln t. Wydobycie w 2004 roku wyniosło 99,2 mln t, co oznacza całkowite wykorzystanie zdolności produkcyjnych (99,7%).

W większości kopalń wynikową zdolność produkcyjną wyznacza zdolność frontu eksploatacyjnego. Jednak z uwagi na możliwość zmiany poziomu wydobycia, w więk-szości kopalń zdolność frontu eksploatacyjnego jest planowana w zmiennej wysoko-ści. Uzasadnia to utrzymanie w tych kopalniach większych zdolności produkcyjnych pozostałych głównych ogniw technologicznych, głównie zdolności wydobywczej transportu pionowego czy przeróbki mechanicznej.

Do określenia możliwości wydobywczych kopalń zgodnie z prognozą zapotrze-bowania na węgiel, przyjęto, że decydującym czynnikiem, który ogranicza w sposób definitywny wielkość wydobycia w kopalni, jest zdolność wydobywcza transportu pionowego. Zdolności produkcyjne ogniw technologicznych (stan na 31.12.2004 r.) przedstawiono w tabeli 4.13.

83

Tabela 4.13. Zdolności produkcyjne ogniw technologicznych w kopalniach węgla kamiennego (stan na 31.12.2004 r.)

Lp. Kopalnia – spółka Zdolności produkcyjne, mln t/rok

frontu eksploatacyjnego transportu pionowego 1 ZG Bobrek-Centrum 2,95 7,042 ZG Piekary 3,09 6,043 Bolesław Śmiały 1,53 3,624 Knurów 2,97 5,665 Makoszowy 2,89 4,876 Sośnica 1,93 3,807 Szczygłowice 2,72 3,408 Brzeszcze-Silesia 3,45 5,929 Piast 6,62 14,46

10 Ziemowit 4,46 6,0411 Halemba 3,14 4,4312 Pokój 2,17 2,8913 Polska-Wirek 1,81 2,9314 Zabrze-Bielszowice 4,02 8,0515 Chwałowice 2,62 2,6416 Jankowice 3,42 4,6817 Marcel 2,39 2,3918 Rydułtowy-Anna 3,83 4,9319 Murcki 2,64 3,0220 Mysłowice 1,98 2,4621 Wesoła 3,15 6,5222 Wieczorek 1,89 2,5123 Wujek (+ KWK Śląsk) 3,52 4,5424 Staszic 3,28 4,4225 Kazimierz-Juliusz sp. z o.o. 0,91 1,4126 Borynia 2,29 3,0027 Jas-Mos 2,82 5,5028 Krupiński 2,09 4,1229 Pniówek 3,60 3,6230 Zofiówka 2,70 3,0031 Lubelski Węgiel Bogdanka SA 6,54 5,9132 Budryk SA 3,56 3,6033 ZGE Sobieski-Jaworzno III Sp. z o.o. 2,96 3,2234 ZGE Janina Sp. z o.o. 1,65 5,70

Ogółem 101,59 156,34

4 . 4 . 4 . P o d s u m o w a n i e

Baza zasobowa węgla kamiennego w latach 1990–2006 ulegała dużym zmianom, które były wynikiem drastycznie wdrażanych zasad gospodarki rynkowej, mających na celu dostosowanie górnictwa węgla kamiennego do nowych warunków gospodar-czych. Te nowe zasady są konsekwencją przemian w Europie Środkowowschodniej w ostatnich dwudziestu latach i przystąpienia Polski do UE w 2004 roku. Właśnie ten ostatni fakt będzie miał istotne znaczenie dla obecności węgla jako nośnika energii w Polsce, a w konsekwencji kształtowania bazy zasobowej w latach przyszłych. Kon-kurencyjność węgla na rynku będzie uzależniona od: • spełnienia wymagań w zakresie norm emisji do powietrza – głównie SO2 i pyłów,

84

• możliwości ograniczenia emisji CO2, • kosztów wytwarzania (przede wszystkim energii cieplnej).

Powyższe aspekty będą zatem wymuszały wzrost podaży węgla o niskiej zawar-tości siarki, jak i nowych rozwiązań w technologiach spalania. Nie można jednak zapominać, że to właśnie węgiel jest gwarantem bezpieczeństwa energetycznego Pol-ski, a zatem zarządzanie gospodarką jego zasobami powinno być przedmiotem szcze-gólnej uwagi i troski państwa. Przedstawiony w pracy obraz wystarczalności bazy zasobowej może budzić zastrzeżenia tak osób znających branżę górnictwa węgla ka-miennego, jak i decydentów, ale należy wyjaśnić, że jest wynikiem braku zrozumienia dla konieczności wdrożenia rozwiązań prawnych, jednoznacznych i porządkujących gospodarkę zasobami złóż. Złoża nie można rozpatrywać jedynie w kategoriach przy-rodniczych. Złoże jest także kategorią ekonomiczną, zwłaszcza w gospodarce rynko-wej. Są to zatem kryteria zmienne w czasie, bowiem stale zmieniają się ekonomiczne warunki zagospodarowania. Dotyczy to przede wszystkim oceny bazy zasobów prze-mysłowych. Zasoby przemysłowe są pojęciem dynamicznym, kształtowanym przez relację: koszty pozyskania węgla – ceny. Wielkość zasobów przemysłowych powinna być określana przy wykorzystaniu metod oceny efektywności ekonomicznej, po-wszechnie stosowanych w praktyce światowej. Zdaniem wielu, także autorów niniej-szego opracowania, działalność górnicza to permanentny proces inwestycyjny, tym bardziej więc powinno się zwracać uwagę na właściwą ocenę podejmowanych dzia-łań. Tak się jednak nie dzieje, wynikiem czego jest niepełny i zakłócony obraz bazy zasobów przemysłowych.

Stan bazy zasobowej złóż węgla kamiennego jest wynikiem zmian w ocenie złóż kopalń czynnych, wskutek kolejnych działań restrukturyzacyjnych, mających na celu dostosowanie górnictwa węgla kamiennego do nowych warunków gospodarczych. Już pierwsze prace weryfikacyjne w końcu lat 80. XX wieku wskazywały, że w większo-ści kopalń ilość zasobów jest zawyżona, co odpowiadało wcześniejszym tendencjom rozwoju eksploatacji węgla, niezależnie od możliwości technicznych i kosztów wydo-bycia. Jeszcze na początku lat 80. wielkość bazy zasobów operatywnych na 2000 rok prognozowano na poziomie 12 mld t. Zmiany, jakie zaszły w latach 90. w zakresie oceny możliwości zagospodarowania tych zasobów, diametralnie zweryfikowały te wielkości i dzisiejszy stan tej kategorii zasobów wynosi 3,01 mld t.

Wielkość poszczególnych rodzajów zasobów w ciągu 17 lat transformacji ustro-jowej ulegała znaczącym ubytkom. Zasoby bilansowe wszystkich krajowych złóż wę-gla kamiennego w latach, w których przeprowadzono proces głębokiej restrukturyzacji górnictwa, zmniejszyły się o 23,5 mld t, czyli o ponad 36% i według stanu na 31.12.2006 r. wynosiły 42 mld t. W przypadku zasobów przemysłowych, które są ewidencjonowane głównie w złożach kopalń czynnych i stanowią podstawę do pla-nowania i projektowania działalności górniczej, skala ta była jeszcze większa, a baza tej kategorii zasobów zmniejszyła się aż o 71%, do 5058 mln t.

Bardzo duże zmiany wielkości zasobów były konsekwencją wdrażania kolejnych programów restrukturyzacyjnych. Działania restrukturyzacyjne w głównej mierze dotyczą poprawy sytuacji ekonomiczno-finansowej kopalń. Najważniejszymi przy-czynami złej kondycji górnictwa były nadmierne zdolności produkcyjne oraz zbyt

85

duże zatrudnienie w kopalniach. W związku z tym główny nacisk w programach poło-żono na zmniejszenie tych wielkości. W latach 1990–2006 zmniejszono wielkość wy-dobycia w polskich kopalniach o 53 mln t (ze 147,4 w 1990 do 94,1 mln t w 2006 r.), a zatrudnienie o 268,6 tys. pracowników (z 387,9 w 1990 do 119,3 tys. w 2006 r.).

Konsekwencją redukcji nadmiernych mocy produkcyjnych górnictwa były: • likwidacja całkowita lub częściowa kopalń, • łączenie kopalń, • wzrost koncentracji wydobycia, • projektowanie eksploatacji w możliwie najbardziej korzystnych warunkach górni-

czo-geologicznych.

Główny nacisk w działaniach restrukturyzacyjnych położono na poprawę efek-tywności kopalń, mniejszą uwagę zwracano na racjonalną gospodarkę zasobami, wy-rażającą się maksymalnym wykorzystaniem udokumentowanych i udostępnionych zasobów.

Restrukturyzacja górnictwa węgla kamiennego wpłynęła znacząco na zmiany ilościowe zasobów. Wywołany nią ubytek zasobów bilansowych i przemysłowych, a także geologicznych (bilansowych i pozabilansowych) został spowodowany trwają-cą od 1991 roku permanentną weryfikacją zasobów kopalń czynnych i likwidowa-nych. Działania restrukturyzacyjne miały decydujący wpływ na aktualną wielkość bazy zasobów węgla kamiennego.

Wszystkie działania związane z likwidacją kopalń, częściową bądź też całkowitą, spowodowały w większości przypadków nieodwracalną utratę zasobów. Występujące w złożach tych kopalń zasoby przed likwidacją były znacznie większe niż po zweryfi-kowaniu w dokumentacjach rozliczeniowych i stosownych PZZ, wykonywanych zaniechaniem wydobywania kopaliny. W latach 1991–2006 całkowitą likwidacją, w związku z zaprzestaniem wydobycia, objęto wszystkie kopalnie Dolnośląskiego Zagłębia Węglowego i 23 kopalnie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W ramach tych przedsięwzięć zredukowano zasoby bilansowe z 3,16 mld t do 128,3 mln t, nato-miast zasoby przemysłowe wyeliminowano zupełnie, zmniejszając ich bazę o prawie 1,5 mld t. Należy zaznaczyć, że te wielkości dotyczą redukcji zasobów w końcowych dokumentacjach rozliczeniowych. Przed decyzją o likwidacji w wielu kopalniach do-konano weryfikacji bazy zasobowej na podstawie nowych kryteriów bilansowości.

W opinii ekspertów głównymi przyczynami likwidacji kopalń w okresie syste-mowych przemian w gospodarce i restrukturyzacji górnictwa były wysokie koszty wydobycia węgla oraz decyzje polityczne (Kicki, Sobczyk 2006). W mniejszym stop-niu likwidacja kopalń wynikała z powodu sczerpania zasobów lub złej jakości węgla. Likwidacja spowodowana wyczerpaniem zasobów udostępnionych dotyczyła tylko kopalń „Saturn”, „Sosnowiec” i „Paryż”. Najwięcej zasobów przemysłowych, w ilości 270 mln t, skreślono z ewidencji w kopalni „Siersza”. Główną przyczyną zaprzestania wydobycia w tej kopalni była niska jakość węgla. Znaczne ilości zasobów (bilanso-wych i pozabilansowych) zostało skreślonych z ewidencji również w przypadku in-nych kopalń np.: „Porąbka-Klimontów” – 160 mln t, „Siemianowice” – 114 mln t, „Grodziec” – 102 mln t, czy też „Sosnowiec” – 95 mln t.

86

Według stanu na 31.12.2006 r. w ewidencji czynnych kopalń węgla kamiennego było 14 791 mln t zasobów bilansowych, w tym 5054 mln t zasobów przemysłowych. Z całkowitej wielkości zasobów przemysłowych jedynie 3949 mln t jest udostępnione, czyli występujące na poziomach czynnych i będących w budowie. Większość kopalń wykazuje w operatach ewidencyjnych całkowite udostępnienie zasobów przemysło-wych, a jedynie 14 kopalń posiada zasoby, które w przyszłości mogą być zagospoda-rowane.

Łącznie, poza poziomami wydobywczymi, ale do głębokości 1000 m, a więc spełniających kryteria bilansowości, znajduje się jeszcze 1,04 mld t zasobów przemy-słowych. Taką wielkość zasobów należy uznać jako potencjalną dla kopalń, które je posiadają.

4.5. Wariantowe prognozy dostaw węgla kamiennego dla gospodarki krajowej w perspektywie 2020 roku

4 . 5 . 1 . T r e n d y p o z y s k i w a n i a , z u ż y c i a , i m p o r t u i e k s p o r t u w ę g l a k a m i e n n e g o

Badania prognostyczne, dotyczące przyszłej roli węgla kamiennego, zazwyczaj są poprzedzone analizą dotychczasowej pozycji tego nośnika w gospodarce energetycz-nej kraju. Pokazuje ona nie tylko pozycję węgla w bilansie paliwowo-energetycznym Polski, ale także stanowi źródło informacji niezbędnych do opracowania i przyjęcia założeń modelowych oraz określenia scenariuszy rozwoju sektora górnictwa węgla kamiennego. Poniżej przedstawiono najistotniejsze cechy charakteryzujące rynek wę-gla energetycznego i koksowego w latach 1993–2004.

Udział węgla kamiennego w krajowym bilansie pozyskiwania energii pierwotnej był i jest znaczący, choć jego wielkość w wartościach nominalnych w ostatnich latach zmniejszyła się (rys. 4.7). O ile w 1995 roku wydobycie węgla kamiennego – we-dług wartości energetycznej – wynosiło 6551 PJ, to w 2004 roku pozyskano już tylko 5161 PJ. Warto podkreślić, że obniżeniu wielkości produkcji węgla ka-miennego nie towarzyszył wzrost wykorzystania innych nośników energii pier-wotnej. Pozyskanie pozostałych nośników energii kształtowało się na poziomie około 900 PJ.

Bilans węgla energetycznego w okresie 1993–2004, przedstawiono w tabeli 4.14. Można wyróżnić trzy charakterystyczne okresy. Pierwszy to lata 1993–1996, kiedy wystąpił niewielki wzrost produkcji do około 112 mln t. Drugi okres (lata 1997–2000) wiązał się ze znaczną redukcją wielkości wydobycia i obniżeniem produkcji do 86,1 mln t. W następnych latach jest zauważalna stabilizacja produk-cji na poziomie około 84–87 mln t rocznie (rys. 4.8). Podobną tendencję można zauważyć w zużyciu węgla energetycznego, co wskazywałoby na jej utrzymanie się w najbliższych latach, pod warunkiem stabilizacji czynników mających wpływ na wielkość zużycia węgla w gospodarce. Niestety, sektory gospodarcze, zużywa-

87

jące znaczne wielkości węgla kamiennego, w tym sektor energetyczny, będą pod-legać w niedalekiej przyszłości znacznym zmianom systemowym, stąd nawet statystycznie istotne zależności nie mogą być zastosowane13.

Rys. 4.7. Udział węgla energetycznego i koksowego w pozyskiwaniu energii pierwotnej

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

Tabela 4.14. Bilans węgla energetycznego za lata 1993–2004, tys. t Wyszczególnienie 1993 1995 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Pozyskanie 104 071 108 452 93 687 88 844 86 109 86 937 87 829 86 726 84 705 Import 0 64 561 408 189 1367 2374 2116 1726 Eksport 10 139 19 572 21 549 17 467 17 955 19 216 19 102 17 409 16 648 Zmiana zapasów –2875 –1474 –1738 143 –1696 –1447 1748 –161 –448 Zużycie ogółem 96 807 90 418 74 438 71 642 70 040 70 534 69 353 71 565 70 232 Zużycie na wsad przemian 63 309 55 911 52 774 51 498 51 628 52 099 50 174 52 455 52 054 Zużycie bezpośrednie 33 498 37 002 26 914 25 264 20 770 20 524 19 480 16 722 16 318 Straty i różnice bilansowe 0 –2495 –5251 –5121 –2359 –2089 –301 2418 1860 Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

13 Dość kontrowersyjna próba wykorzystania trendu statystycznego została przedstawiona w dokumencie

rządowym pt. „Strategia działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w latach 2007–2015”. Warszawa, Ministerstwo Gospodarki 2006. W rzeczywistości w tego typu badaniach trend statystyczny powinien służyć jedynie jako metoda pomocnicza.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1993 1995 1999 2000 2001 2002 2003 2004

TJ

Węgiel energetyczny Węgiel koksowy Pozostałe nośniki energii

88

50000

60000

70000

80000

90000

100000

110000

120000

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

tys.

to

n

Pozyskanie Zużycie ogółem

Rys. 4.8. Wydobycie i zużycie węgla energetycznego w latach 1993–2004

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

Bilans węgla koksowego w zakresie trendów pozyskiwania wykazuje podobne cechy (tab. 4.15), jak w przypadku węgla energetycznego. Praktycznie w całym anali-zowanym okresie występuje spadek wielkości wydobycia w stosunku do roku po-przedniego (wyjątkiem są lata 1995 i 1997). Do 1997 roku krajowe zużycie węgla koksowego wzrastało do 20 mln t, a następnie zaczęło systematycznie spadać do oko-ło 13 mln t w 2000 roku. W ostatnich latach (2001–2004) jest zauważalna stabilizacja zużycia na tym poziomie (rys. 4.9). Należy zwrócić uwagę na duże różnice w pozy-cjach bilansowych, które są wynikiem nieścisłości w raportach statystycznych (doty-czy to także węgla energetycznego).

Tabela 4.15. Bilans węgla koksowego za lata 1993–2004, tys. t Wyszczególnienie 1993 1995 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Pozyskanie 26 408 28 741 22 039 21 380 17 222 17 055 15 876 16 147 16 525 Import* 129 1433 3637 1953 1263 511 363 401 602 Eksport 12 829 12 296 6506 6635 5290 3813 3521 2710 3036 Zmiana zapasów –69 446 200 –700 –137 144 –187 65 407 Zużycie ogółem 13 777 17 405 18 969 17 398 13 332 13 609 12 904 13 773 13 685 Zużycie na wsad przemian 13 777 15 388 12 694 11 395 12 314 12 217 11 941 13 817 13 663 Zużycie bezpośrednie 0 0 203 194 178 178 115 140 170 Straty i różnice bilansowe 0 2017 6073 5809 839 1214 848 –184 –149 * Dane niepewne. Źródła branżowe podają mniejsze wartości importu w latach 1998–2000: 1998 – 1,1,

1999 – 0,9 i 2000 – 0,5 mln t. Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

89

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

tys.

to

n

Pozyskanie Zużycie ogółem Rys. 4.9. Wydobycie i zużycie węgla koksowego w latach 1993–2004

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

Wielkość eksportu i importu węgla kamiennego przedstawiono na rysunkach 4.10–4.13. Spółki węglowe eksportowały znaczące, w stosunku do wielkości wydoby-cia, ilości węgla kamiennego. W początkowym okresie eksport węgla energetycznego wzrastał z około 10 mln t w 1993 roku do 21,5 mln t w 1998 roku. Od 1999 roku na-stąpiła stabilizacja eksportu węgla energetycznego na poziomie 17–19 mln t rocznie. To ograniczenie tempa eksportu jest w pewnym stopniu wynikiem restrukturyzacji sektora górniczego i związaną z nią likwidacją nadwyżek produkcyjnych. O ile eks-port węgla energetycznego charakteryzuje się stosunkowo dużą zmiennością w czasie, to eksport węgla koksowego zmniejszał się stosunkowo stabilnie – z około 13 mln t w 1993 roku do około 3 mln t w 2004 roku, co wynikało w znacznym stopniu z ogra-niczenia wielkości produkcji węgla koksowego o około 10 mln t.

Do 2000 roku krajowy popyt na węgiel energetyczny był pokrywany praktycznie w całości z własnych zasobów, a wielkość importu nie przekraczała 500 tys. t rocznie. W kolejnych latach import węgla energetycznego wzrósł do 1,4 mln t w 2000 roku i 2,4 mln t w 2001 roku. Tak znaczne zwiększenie importu było spowodowane głów-nie zakupami węgla w Rosji. W ostatnich latach, głównie z powodu wzrostu cen wę-gla kamiennego na rynkach światowych i zmniejszenia opłacalności importu, jego wielkość zmniejszyła się do około 1,7 mln t w 2004 roku. Import węgla koksowego od 1998 roku systematycznie malał i od 2000 roku jest zauważalna jego względna stabili-zacja na poziomie około 0,5 mln t rocznie.

Realizacja celu pracy wymagała oszacowania przyszłego poziomu eksportu i im-portu węgla kamiennego. Niestety, podobnie jak w przypadku zużycia krajowego, zastosowanie analizy statystycznej do określenia prawdopodobnego trendu, jest w dość dużym stopniu obciążone błędem. Niepewność związana z warunkami funk-cjonowania światowego rynku węglowego jest w tym przypadku nawet większa, choć

90

czynniki ją powodujące są zupełnie innej natury. Niemniej jednak brak rzetelnych badań w tym obszarze rynku, usprawiedliwia konieczność przyjęcia uproszczonych, statystycznych metod prognozowania wielkości importu i eksportu węgla.

Rys. 4.10. Eksport węgla kamiennego w latach 1993–2004

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

Rys. 4.11. Import węgla kamiennego w latach 1993–2004

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

y = 215.67x + 16550

R2 = 0.0743

y = -988.72x + 13623

R2 = 0.9459

0

5000

10000

15000

20000

25000

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

tys.

t

Węgiel kamienny energetyczny Węgiel kamienny koksowy

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

tys.

t

Węgiel kamienny energetyczny Węgiel kamienny koksowy

91

Poniżej przedstawiono trendy eksportu i importu węgla w latach 1999–2004. W przypadku eksportu węgla energetycznego jest zauważalna stabilizacja, a dla węgla koksowego niewielka tendencja spadkowa (rys. 4.12). Bazując na tych zależnościach w dalszych badaniach przyjęto, że eksport węgla energetycznego i koksowego zosta-nie utrzymany na obecnym poziomie14. Uzasadnieniem tego jest fakt, że polski węgiel ma stałe rynki zbytu, tradycyjnych i pewnych odbiorców, a prognozy wskazują na utrzymanie wysokiego popytu na ten surowiec na rynkach zagranicznych (zwłaszcza unijnym). Należy przyjąć, że krajowi producenci, mając swobodę podejmowania decyzji gospodarczych, będą kierowali swoje produkty na rynki, które oferują atrak-cyjne warunki kontraktów (sprzedaży), a te wydają się być w przypadku rynku zagra-nicznego zapewnione.

Rys. 4.12. Eksport węgla kamiennego w latach 1999–2004

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

Jeśli chodzi o import węgla, to mimo opinii o możliwości znacznego jego wzrostu [np. (Strategia… 2007) szacuje go na poziomie 6 mln t/rok], autorzy niniejszego opra-cowania zakładają jego utrzymanie na obecnym poziomie 2,3 mln t rocznie. Głównym kierunkiem importu węgla energetycznego jest Rosja, a atrakcyjność cenowa węgli rosyjskich w dużej mierze wynikała do tej pory z subwencjonowanych kosztów trans-portu kolejowego. Obecnie ta sytuacja się zmienia, co każe wnioskować o mniejszej atrakcyjności tego węgla dla polskich odbiorców. Import węgla koksowe-go powinien być utrzymany na poziomie około 600 tys. t rocznie. Nie ma podstaw, aby prognozować wyższy import, głównie węgla niskofosforowego z Czech, ze 14 Oszacowane parametry linii trendów wskazują na brak zależności w odniesieniu do eksportu węgla

energetycznego (R2 = 0,09) i istotną tendencję spadkową dla eksportu węgla koksowego (R2 = 0,85). Ten drugi przypadek wskazywałby na dość wczesne wyhamowanie importu, co nie jest jednak praw-dopodobne w świetle potrzeb krajowego koksownictwa.

y = -743.63x + 6770.2

R2 = 0.8566

y = -167.06x + 18551

R2 = 0.0948

0

5000

10000

15000

20000

25000

1999 2000 2001 2002 2003 2004

tys.

t

Węgiel kamienny energetyczny Węgiel kamienny koksowy

92

względu na to, że jest to jedynie węgiel uzupełniający, poprawiający jakość mieszanek koksowniczych. Z oczywistych względów pewne wahania są możliwe, lecz ich ampli-tuda nie powinna być wysoka.

Rys. 4.13. Import węgla kamiennego w latach 1999–2004

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Gospodarki paliwowo-energetycznej. Warszawa, GUS 1993–2005.

4 . 5 . 2 . Z a ł o ż e n i a k o n c e p c y j n e

4.5.2.1. Przyjęta metodyka prognozowania dostaw węgla kamiennego

Punktem wyjścia do opisu przyjętej w niniejszym rozdziale metodyki prognozo-wania dostaw węgla kamiennego dla gospodarki krajowej jest struktura kierunków jego zużycia. Strukturę tę najlepiej przedstawić w oparciu o bilans, sporządzony od-dzielnie dla węgla energetycznego i koksowego. Struktura bilansu wskazuje bowiem na zastosowany sposób prognozowania poszczególnych jego pozycji15.

Najpoważniejszym odbiorcą węgla energetycznego jest sektor wytwarzania ener-gii elektrycznej i ciepła. Sektor ten jest dostawcą zarówno energii elektrycznej, produ-kowanej przez elektrownie i elektrociepłownie zawodowe i przemysłowe, jak i ciepła, dostarczanego przez elektrociepłownie zawodowe i przemysłowe oraz ciepłownie zawodowe, przemysłowe i komunalne. Dlatego określenie wielkości przyszłych do-staw węgla dla energetyki ma podstawowe znaczenie z punktu widzenia przyszłości krajowego sektora węglowego. Z kolei węgiel koksowy zużywany jest głównie przez 15 Prezentowany bilans węgla kamiennego odbiega od bilansów sporządzanych w statystyce publicznej

(na podstawie sprawozdań G09 – o obrocie węglem kamiennym i G02 – o produkcji, obrotach, zużyciu i zapasach paliw). Wynika to z zakresu i celu przeprowadzonych badań, które uwzględniają nie tylko energetykę zawodową i przemysłową, lecz także lokalnych producentów ciepła. Ci ostatni natomiast w statystyce publicznej są ujmowani jako pozostali odbiorcy krajowi.

0

500

1000

1500

2000

2500

1999 2000 2001 2002 2003 2004

tys.

t

Węgiel kamienny energetyczny Węgiel kamienny koksowy

93

koksownie. Wielkość tego zużycia jest determinowana perspektywami rozwoju kra-jowego hutnictwa, głównego odbiorcy koksu. Rozstrzygnięcia wymaga także wielkość zużycia węgla przez pozostałych odbiorców, czyli gospodarstwa domowe, rolnictwo, pozostałych odbiorców przemysłowych oraz poziom importu i eksportu.

Narzędziem, które wykorzystano w niniejszym opracowaniu do prognozowania wielkości dostaw węgla kamiennego, był model matematyczny, wykorzystujący me-todę programowania liniowego. Istota zastosowanej metodyki badawczej polega na tym, że w swojej warstwie programowej ma on zadeklarowany zbiór zmiennych (op-tymalizowanych – np. poziom zużycia węgla w energetyce, wielkość emisji itp.) i zbiór parametrów, czyli wartości stałych, nieoptymalizowanych (np. podaż poszcze-gólnych nośników energetycznych i ich ceny, poziom importu węgla itp.). Wartości wyliczanych zmiennych wskazują na optymalny dla danych warunków kierunek i zakres zmian systemowych, czyli zużycia pierwotnych nośników energii, produkcji energii finalnej, emisji zanieczyszczeń itp. Z kolei zbiór parametrów modelu pełni w modelu rolę istotnych wymuszeń i ograniczeń rozwojowych, a także charakteryzuje techniczno-ekonomiczne warunki funkcjonowania badanego systemu. Dotyczy to np. importu i eksportu węgla czy krajowego zużycia węgla koksowego, które zostały określone na podstawie ocen eksperckich oraz trendów statystycznych. Badane skład-niki bilansu węgla kamiennego i przyjętą metodykę ich prognozowania przedstawiono w tabeli 4.16.

Tabela 4.16. Przyjęta metodyka prognozowania dostaw węgla kamiennego

Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020

Wydobycie

zmienne określane (optymalizowane) w modelu

Zużycie krajowe, w tym:

- elektrownie zawodowe na węglu kamiennym

- elektrociepłownie zawodowe na węglu kamiennym

- elektrociepłownie przemysłowe

- ciepłownie zawodowe, przemysłowe i komunalne

- pozostali odbiorcy węgla kamiennego parametry określane poza modelem za pomocą

analizy eksperckiej i statystycznej Eksport

Import

Bilans węgla koksowego

parametry określane poza modelem za pomocą analizy eksperckiej i statystycznej

Wydobycie

Zużycie krajowe

Eksport

Import

Źródło: Opracowanie własne.

Zastosowany model jest narzędziem umożliwiającym średnioterminowe plano-wanie rozwoju krajowego systemu energetycznego. Ze względu na typ i zakres uję-tych zależności można go porównać do takich narzędzi, jak MARKAL, MESSAGE czy EFOM-ENV, których zadaniem jest zaprojektowanie optymalnego planu rozwoju krajowego systemu energetycznego, przy założeniu dotrzymania określonych, np. środowiskowych, ograniczeń rozwojowych. W zależności od wariantu, popyt na ener-

94

gię finalną może być zdeterminowany egzogenicznie lub wyliczany na podstawie od-powiednich zależności rynkowych (cenowych i dochodowych elastyczności popytu na energię u odbiorców końcowych).

W opracowanym modelu najważniejsze relacje obejmują stronę podażową i popy-tową krajowego systemu energetycznego16. Strona podażowa określa pozyskanie paliw (z kraju lub importu), w tym dobór jakościowy węgli energetycznych, i ich przetwarza-nie w energię użyteczną za pomocą różnorodnych technologii energetycznych. Wybory podejmowane po stronie przetwarzania energetycznego paliw dotyczą wielkości pro-dukcji, importu energii elektrycznej i ciepła oraz poziomu inwestycji technologicznych i ochronnych. Technologie energetycznego spalania paliw to istniejące, modernizowane i nowe elektrownie i elektrociepłownie zawodowe i przemysłowe oraz ciepłownie zawodowe, przemysłowe i komunalne. Pełna lista technologii energetycznych obejmuje około pięćdziesiąt pozycji, do których należy zaliczyć między innymi: klasyczne elek-trownie na węgiel kamienny i brunatny, elektrownie zmodernizowane, elektrownie o parametrach nad- i superkrytycznych, zintegrowane zgazowanie węgla (IGCC), elek-trociepłownie gazowe, elektrownie jądrowe, elektrownie słoneczne, wiatrowe, wodne itd. Charakterystyki technologii ustalono na podstawie źródeł krajowych oraz literatury zagranicznej, te ostatnie przede wszystkim w odniesieniu do nowych technologii. Niektóre z parametrów, jak koszty czy sprawności, były zmieniane w czasie, co od-zwierciedlało efekt procesu uczenia się (learning curves).

W przypadku krajowego sektora energetycznego istotną rolę odgrywają możliwo-ści podaży węgla kamiennego. W modelu określono je na podstawie szczegółowych charakterystyk ilościowo-jakościowych, uwzględniających produkowane w kraju kla-sy jakościowe węgli, uzupełnione o możliwości podaży węgli o lepszych parametrach jakościowych, pochodzących z nowych technologii wzbogacania węgla.

Strona popytowa obejmuje wykorzystanie energii elektrycznej i ciepła przez głównych odbiorców, czyli takie sektory gospodarki, jak przemysł i budownictwo, transport, rolnictwo, handel i usługi, odbiorcy indywidualni oraz eksport.

4.5.2.2. Prognozy podaży węgla kamiennego

Poniżej przedstawiono dwa warianty podaży węgla kamiennego. W pierwszym wariancie przyjęto, zgodnie z prognozą zapotrzebowania przedstawioną w „Strategii działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w latach 2007–2015”, że wielkość wydobycia węgla kamiennego w kolejnych latach będzie ustabilizowana na poziomie około 100 mln t/rok17. W wariancie drugim przyjęto, że ewentualny wzrost zapotrze-

16 Więcej na temat założeń koncepcyjnych modelu można znaleźć w pracy (Kudełko 2003). 17 Ściśle rzecz biorąc w dokumencie tym są podane dwie prognozy: 1) dolna wartość wydobycia – pro-

dukcja, określona w oparciu o linię trendu z uwzględnieniem węgla na zużycie własne i deputaty wę-glowe oraz produkcję paliw płynnych i gazowych; podstawą wyznaczenia linii trendu były dane za lata 1998–2005; 2) górna wartość wydobycia – określona na podstawie deklaracji przedsiębiorstw górni-czych. Ta druga wartość mieści się w granicach 97–98 mln t i wydaje się zaniżona o około 2,5 mln t w stosunku do węgla koksowego. W 2005 roku nastąpił bowiem niespodziewany spadek popytu na węgiel koksowy o tę właśnie wielkość, a prognoza bazuje na wielkości sprzedaży z tego właśnie roku. Zdolności produkcyjne oraz prognozy popytowe wskazują, że jego zużycie w kolejnych latach powróci do stanu sprzed 2005 roku, czyli około 16,5 mln ton rocznie.

95

bowania na energię pierwotną będzie mógł zostać pokryty wzrostem wydobycia węgla kamiennego. Dotyczyć to ma tych kopalń, w których – ze względu na posiadane zasoby i zdolności produkcyjne – możliwe jest zwiększenie produkcji. W wyniku przeprowadzonej szczegółowej oceny zasobowej i zdolności produkcyjnych poszcze-gólnych kopalń oszacowano, że łączne wydobycie węgla może wzrosnąć do około 116 mln t w 2020 roku. Prognozowana na lata 2005–2020 struktura jakościowa do-staw węgla z poszczególnych kopalń, istotna z punktu widzenia założeń modelowych, oparta jest – ze względu na brak danych – na strukturze sprzedaży węgla kamiennego z 2004 roku (formularz GUS G.09).

Przyjęta prognoza wzrostu wydobycia dotyczy w zasadzie tylko węgla energe-tycznego. W przypadku węgla koksowego uwzględniono w symulacji prognozowane zapotrzebowanie przemysłu koksowniczego, a także możliwości eksportu. Do tej pory szacowano, że zapotrzebowanie na koks w Polsce będzie kształtować się na poziomie 3,5 mln t/rok. Oprócz koksu metalurgicznego, używanego w hutnictwie, na rynku sprzedaje się także koks opałowy, używany w gospodarce komunalnej i innych gałę-ziach przemysłu. Łączny popyt na koks opałowy oraz kierowany do niehutniczych odbiorców wynosi około 1,5 mln t/rok. Biorąc pod uwagę eksport szacowany na po-ziomie 5,1 mln t, dawało to polskim koksowniom szanse zbytu prawie 10 mln t koksu rocznie, co oznacza zapotrzebowanie na węgiel koksowy na poziomie 13,5 mln t. Taka wielkość była notowana w 2004 roku. Niezależnie od popytu segmentu koksow-niczego, polskie kopalnie prognozują eksport węgla koksowego w wysokości około 3 mln t rocznie. Łącznie wydobycie węgla koksowego w kopalniach w 2004 roku kształtowało się zatem na poziomie około 16,5 mln t. W 2005 roku krajowy popyt na stal, a w związku z tym na koks, zmalał, co spowodowało, że spadła także sprzedaż krajowa węgla koksowego do około 10,6 mln t. Jednakże, według prognoz, popyt na stal będzie w kolejnych latach wzrastał. Oznacza to także wzrost zapotrzebowania na koks hutniczy, a co za tym idzie na węgiel koksowy. Przyjęto zatem, że w następnych latach poziom produkcji utrzyma się na poziomie około 16,5 mln t rocznie.

W symulacji w wariancie drugim przyjęto wydobycie w kolejnych latach w każ-dej kopalni jako jej procentowy udział w wydobyciu całkowitym w roku poprzednim, oddzielnie dla węgla energetycznego i koksowego. Dzięki temu zwiększa się wydoby-cie w tych kopalniach, które, aby zapewnić planowany poziom wydobycia całkowite-go, będą musiały przejąć wielkość wydobycia kopalń likwidowanych i zamykanych w wyniku wyczerpania zasobów. Powoduje to, że w poszczególnych kopalniach zwiększa się stopień sczerpania zasobów, a tym samym zmniejsza się perspektywa wystarczalności zasobów w skali branży18.

Ograniczeniem wzrostu wydobycia są zdolności produkcyjne kopalń. W większo-ści kopalń wynikową zdolność produkcyjną wyznacza zdolność frontu eksploatacyj-nego. Łączna zdolność produkcyjna kopalń kształtuje się obecnie na poziomie około

18 Symulacja wystarczalności zasobów oznacza, że dla osiągnięcia zakładanych w obu wariantach wiel-

kości wydobycia węgla kamiennego niezbędne są nakłady finansowe, pozwalające zwiększyć zdolność produkcyjną frontów eksploatacyjnych. Ich wzrost z pewnością pociągnie za sobą wzrost kosztów pro-dukcji. Niestety, brak danych uniemożliwia nawet szacunkowe określenie skali tego procesu. Niemniej jednak w obliczeniach przyjęto coroczny 1% wzrost cen węgla.

96

100 mln t/rok. Pozostałe ogniwa technologiczne w większości kopalń mają większe zdolności produkcyjne. Ostatecznie przyjęto, że decydującym czynnikiem, który ogranicza w sposób definitywny wielkość wydobycia w kopalni, jest zdolność wydo-bywcza transportu pionowego, która wynosi obecnie 151 mln t/rok. Możliwości produkcyjne transportu pionowego nie będą ograniczeniem wydobycia do 2020 roku. Problem z prognozowanym większym wydobyciem pojawi się jednak po 2020 roku.

Kopalnie, które w wyniku wyczerpania zasobów w wykazanym roku zakończą eksploatację i rozpoczną proces likwidacji, przedstawiono w tabeli 4.17. Większość z tych kopalń nie ma możliwości przedłużenia żywotności, gdyż wszystkie zasoby wykazywane w ewidencji znajdują się na poziomach czynnych i w budowie. Jedynie kopalnie „Rydułtowy-Anna” i „Piast” posiadają zasoby nieudostępnione i w przyszło-ści mogą zwiększyć żywotność, przez budowę nowych poziomów wydobywczych.

Tabela 4.17. Kopalnie likwidowane w wyniku wyczerpania zasobów

Kopalnia – spółka Ostatni rok eksploatacji

Wariant I Wariant IIZG Piekary 2010 2010Wieczorek 2011 2011Polska-Wirek 2012 2011Mysłowice 2014 2014Pokój 2015 2015Rydułtowy-Anna 2016 2015Krupiński 2018 2017Bolesław Śmiały 2019 2018Wujek 2019 2018Bobrek-Centrum 2019 2018Kazimierz-Juliusz Sp. z o.o. – 2020Piast – 2020Jas-Mos 2010 2010Zofiówka 2016 2016Borynia 2017 2017Źródło: Opracowanie własne.

Zdecydowanie gorsza sytuacja jest w przypadku określenia możliwości wydo-bywczych oraz wystarczalności zasobów węgla koksowego. Szansą na utrzymanie prognozowanych wielkości wydobycia jest zwiększenie bazy zasobowej w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej przez udostępnienie nowych złóż Pawłowice i Bzie- -Dębina. W wyniku takich działań przewidywane na lata 2015–2017 załamanie pro-dukcji z istniejących kopalń, będzie można uzupełnić wydobyciem z nowych złóż. Uzupełnieniem wydobycia węgla koksowego typu 35 po 2010 roku będzie wydobycie z kopalni „Budryk”. Kopalnia ta prowadzi roboty przygotowawcze, które umożliwią udostępnienie zasobnego w ten typ węgla z pokładu 364/2.

Zagregowaną (bez struktury jakościowej) wielkość podaży węgla kamiennego dla obu przyjętych wariantów podażowych, przedstawiono w tabeli 4.18.

Obie prognozy uwzględniają wpływ likwidacji poszczególnych kopalń na zmianę struktury jakościowej. Zatem ostateczne dane podażowe wykorzystane w modelu mają postać zagregowanych do poszczególnych klas jakościowych wielkości dostaw węgla.

97

Tabela 4.18. Możliwości podaży węgla kamiennego, mln t Wyszczególnienie 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020

Prognoza podaży wg „Strategii...”: Dolna wartość* 99,0 98,5 98,5 98,0 98,0 97,0 – - w tym podaż krajowa 95,0 94,5 94,0 93,5 93,0 91,0 – Górna wartość** 102,2 101,8 101,7 102,3 103,4 102,0 – - w tym podaż krajowa 98,2 97,8 97,2 97,8 98,4 96,0 – - import 4,0 4,0 4,5 4,5 5,0 6,0 – Prognoza autorska: - podaż krajowa (wariant 1)*** 100,7 100,3 99,7 100,3 100,9 98,5 98,4 - podaż krajowa (wariant 2) 101,1 102,4 103,8 105,1 106,7 111,6 116,5 - import 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3

* produkcja w oparciu o linię trendu, ** określona na podstawie deklaracji przedsiębiorstw górniczych, *** oparta na prognozie zawartej w „Strategii...”, zweryfikowanej o wielkość 2,5 mln t węgla kokso- wego. Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Strategia działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w latach 2007–2015. Warszawa, Ministerstwo Gospodarki 2006 oraz prognozy autorskiej.

4.5.2.3. Prognozy popytu na energię elektryczną i ciepło

Mnogość założeń makroekonomicznych, technologicznych i środowiskowych oraz różnorodność narzędzi analitycznych wykorzystywanych do prognozowania po-pytu na energię elektryczną i ciepło powoduje, że wyniki prezentowanych badań w istotny sposób różnią się od siebie. Dwie najbardziej aktualne, zamieszczone w ofi-cjalnych dokumentach rządowych prognozy zużycia energii elektrycznej, stanowiące materiał wyjściowy wykorzystany w niniejszym opracowaniu, przedstawiono w tabeli 4.19. Pierwsza z nich pochodzi z opracowania pt. „Długoterminowa prognoza zapo-trzebowania na paliwa i energię” (2004), stanowiącego empiryczne uzupełnienie do-kumentu rządowego pt. „Polityka energetyczna Polski do 2025 roku” (2005). Druga prognoza została opublikowana w dokumencie pt. „Krajowy plan rozdziału uprawnień do emisji CO2 na lata 2008–2012” (2006). Zaprezentowano także własną prognozę, opartą na historycznym trendzie statystycznym (rys. 4.14), gdzie wykładnik potęgowy funkcji (0,0102) jest interpretowany jako roczna procentowa stopa wzrostu zużycia energii elektrycznej.

Tabela 4.19. Prognoza zapotrzebowania na energię elektryczną brutto w latach 2005–2020, TWh Wariant/źródło 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020

Długoterminowa prognoza... (2004): - Traktatowy 145,8

168,3 191,7 225,6 - Podstawowy Węglowy 145,8 168,3 191,5 225,1 - Podstawowy Gazowy 145,8 168,3 191,0 223,1 - Efektywności 144,7 165,2 184,1 211,9

KPRU (2006) 145,9 152,2 158,2 164,8 172,6 181,4 225,41) 269,41) Trend statystyczny 1999–2005 144,8* 146,2 147,7 149,2 150,7 152,2 159,9 168,1

1) Wielkości aproksymowane, przy założeniu utrzymania trendu z lat poprzednich (nie podane w KPRU), * rzeczywisty poziom produkcji w 2005 roku. Źródło: Opracowanie własne.

98

y = 134.9e0.0102x

R2 = 0.7634

132

134

136

138

140

142

144

146

148

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

TW

h

Zużycie energii elektrycznej ogółem Trend w ykładniczy

Rys. 4.14. Zużycie energii elektrycznej ogółem w latach 1999–2005, TWh

Źródło: Opracowanie własne.

W „Długoterminowej prognozie…” (2004) założono, że zapotrzebowanie na energię elektryczną będzie wzrastać w okresie prognozy w średniorocznym tempie zbliżonym do 3%, przy czym we wszystkich wariantach przyrosty będą relatywnie niższe w pierwszym, a wyższe w drugim, 10-letnim okresie. Wyliczone na podstawie wyników prognostycznych wskaźniki elastyczności zużycia energii elektrycznej względem wzrostu PKB stopniowo wzrastają, od 0,4 dla okresu 2005–2010, do 0,7 w latach 2021–2025 w wariancie Efektywności oraz od 0,44 do 0,77 w pozostałych wariantach.

W prognozie KPRU, opracowanej dla Ministerstwa Środowiska, zastosowano podobną metodę powiązania popytu na elektryczność ze wskaźnikami elastyczności względem PKB. Na bazie krajowych danych empirycznych, wyliczonych dla lat 1996–2005 i szacunków europejskich, przyjęto, że w 2006 roku, wobec szczególnie ostrej zimy, wskaźnik ten osiągnie wartość około 1, natomiast w kolejnych latach bę-dzie oscylował wokół wartości nie mniejszej niż 0,85, tj. podobnej do historycznej średniej dla Grecji, Hiszpanii, Irlandii, Portugalii. Według tej prognozy taki poziom utrzyma się przez około 7 lat, po czym będzie się stopniowo zmniejszał do 0,55 w 2025 roku. Zmniejszanie wskaźnika elastyczności będzie wynikiem działań proe-fektywnościowych w gospodarce. W rezultacie prognozowany wzrost zapotrzebowa-nia na energię elektryczną oscyluje w granicach 3,9–5,1% rocznie, czyli jest większy niż według założeń z poprzedniego dokumentu.

Z kolei, przy założeniu, że średnioroczne tempo wzrostu zużycia energii elek-trycznej utrzyma się w kolejnych latach na tym samym poziomie, co w latach 1999–2005 (średnio 1% rocznie), prognozowany wzrost zapotrzebowania byłby znacznie mniejszy niż w obu wspomnianych dokumentach.

99

Prognozy zużycia ciepła obejmują tzw. ciepło sieciowe (scentralizowane). W „Długoterminowej prognozie...” (2004) prognozowany średnioroczny popyt na ciepło sieciowe wzrasta w tempie około 0,5% (z 7,1 Mtoe w 2005 r. do 7,7 Mtoe w 2020 r.). Z kolei analiza planów produkcyjnych elektrociepłowni, przeprowadzona na potrzeby opracowania KPRU wskazuje, że przyrost zapotrzebowania na ciepło sieciowe do 2013 roku wyniesie około 1,3% rocznie. Po 2013 roku jest oczekiwane zmniejszenie wzrostu zapotrzebowania na ciepło sieciowe do około 0,55% w 2025 roku. Przyjęto także, że w przypadku odbiorców indywidualnych i ciepła wykorzy-stywanego dla potrzeb przemysłu, nastąpi stabilizacja zapotrzebowania.

Biorąc pod uwagę metody, przesłanki i cele, które stanowiły podstawę do opra-cowania powyższych prognoz, w niniejszym opracowaniu przyjęto następujące wiel-kości popytu na energię elektryczną i ciepło dla okresu 2005–2020: • Jako najbardziej realistyczną prognozę popytu na energię elektryczną przyjęto

kombinację wariantów Traktatowego i Węglowego (wariant 1), uwzględniające postanowienia Traktatu Akcesyjnego związane z sektorem energii, tj.: osiągnięcie wskaźnika 7,5% zużycia energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w 2010 roku oraz ograniczenie emisji całkowitej z dużych obiektów spalania do wielkości określonych w Traktacie (Długoterminowa prognoza... 2004). Nie nakłada się tutaj ograniczeń dostaw węgla kamiennego, nie przesądzając, w jakiej części węgiel ten będzie pochodził z wydobycia krajowego, a w jakiej z importu.

• Jako mniej realistyczny, lecz równie możliwy, analizowano wariant zakładający wzrost popytu na energię elektryczną, zgodny z zaobserwowanym trendem staty-stycznym (wariant 2).

• W bilansie popytu uwzględniono stały poziom importu i eksportu energii elek-trycznej – odpowiednio 5,3 i 14,6 TWh. Straty i różnice bilansowe jako istotną pozycję bilansu energii elektrycznej, przyjęto na poziomie 9,3% produkcji brutto rocznie.

• W modelu wyróżniono następujące grupy odbiorców energii elektrycznej i ciepła: przemysł, transport, rolnictwo, usługi i gospodarstwa domowe. Struktura popytu na energię elektryczną i ciepło w tych sektorach gospodarczych jest oparta na da-nych publikowanych w „Statystyce elektroenergetyki polskiej” (2005).

• Prognozę zużycia ciepła w gospodarce przyjęto zgodnie z założeniami zawartymi w „Długoterminowej prognozie...” (2004), gdzie popyt na ciepło sieciowe wzrasta w tempie około 0,5% rocznie. Należy zaznaczyć, że prognoza powinna uwzględ-niać nie tylko ciepło sieciowe, ale także ciepło produkowane przez ciepłownie zawodowe, przemysłowe, komunalne i lokalne na potrzeby własne i ciepło komer-cyjne. Przyjęto, że zapotrzebowanie na ten rodzaj ciepła będzie w kolejnych latach ustabilizowane na obecnym poziomie. Ilość ciepła produkowanego w kraju wyli-czono w oparciu o dostępne materiały statystyczne publikowane w „Biuletynie Ciepłownictwa” (2005) oraz „Gospodarce paliwowo-energetycznej” (2004, 2005). Ze względu na bardzo duże nieścisłości statystyczne była konieczna ich weryfika-cja ze specjalistami z ARE SA w Warszawie.

Przyjęte w obliczeniach optymalizacyjnych wielkości zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło na lata 2005–2020, przedstawiono w tabeli 4.20.

100

Tabela 4.20. Prognoza popytu na energię elektryczną i ciepło Rodzaj energii 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020

Energia elektryczna (wariant 1), TWh

144,8* 150,3 154,8 159,3 163,8 168,3 191,7 225,6

Energia elektryczna (wariant 2), TWh

144,8* 146,2 147,7 149,2 150,7 152,2 159,9 168,1

Ciepło, PJ 529,6* 532,3 535,0 537,6 540,3 543,0 556,7 570,8 * Rzeczywisty poziom produkcji. Źródło: Opracowanie własne na podstawie „Długoterminowa prognoza...” (2004), Biuletyn Ciepłownic-twa (2005), Gospodarka paliwowo-energetyczna (2004, 2005).

4.5.2.4. Opis wariantów obliczeniowych

Najważniejszym odbiorcą węgla jest sektor wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, dlatego przyjęte scenariusze badawcze są ściśle związane z tą sferą jego wykorzystania. Pozostałe kierunki dostaw, czyli węgla koksowego na rynek krajowy i zagraniczny oraz import i eksport węgla energetycznego, zostały poddane analizie eksperckiej, przy czym wybrano jeden – najbardziej prawdopodobny – wariant dostaw.

Biorąc pod uwagę powyższe uwarunkowania, zapotrzebowanie na węgiel kamienny do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, analizowano w odniesieniu do trzech najistotniejszych czynników niepewności: • popytu na energię elektryczną i ciepło w gospodarce, • możliwości podaży węgla kamiennego z polskich kopalń, • uwarunkowań ekologicznych, związanych z akceptacją krajowych i unijnych regu-

lacji emisyjnych.

W odniesieniu do prognozowanego popytu na energię elektryczną przyjęto dwa warianty – minimalny i maksymalny. Jako wariant minimalny przyjęto prognozę za-potrzebowania, opartą na historycznym trendzie statystycznym, zaobserwowanym w latach 1999–2005, który wskazuje na około 1% tempo wzrostu zapotrzebowania rocznie. Jako wariant maksymalny przyjęto prognozę sporządzoną dla opracowania „Polityka energetyczna Polski do 2025 roku” (2005), gdzie średnioroczne tempo wzrostu wynosi około 3%. Wyznaczony w ten sposób zakres dość dobrze odzwiercie-dla różnice w poglądach i ocenach ekspertów, co do możliwych zmian popytowych na krajowym rynku energii elektrycznej. Tym niemniej autorzy przychylają się do opinii, że scenariusz zakładający większy popyt wydaje się być bardziej prawdopodobny.

W prognozie popytowej na ciepło oparto się na opiniach prezentowanych w „Długoterminowej prognozie...” (2004), w której prognozowany wzrost popytu na ciepło scentralizowane (sieciowe) jest szacowany na około 0,5% rocznie. W przypad-ku odbiorców indywidualnych i ciepła wykorzystywanego przez przemysł (tzw. ciepło niescentralizowane), zakłada się stabilizację popytu.

Jeśli chodzi o możliwości podaży węgla kamiennego z polskich kopalń, przyjęto 3 różne warianty. Pierwszy jest zgodny z jeszcze do niedawna głoszonymi opiniami o konieczności ograniczenia zdolności wydobywczych polskich kopalń. Zakłada on, że produkcja węgla będzie oparta na, przygotowanych w 2002 roku, planach bizneso-

101

wych spółek węglowych, uwzględniających założenia popytowe obowiązujące w ów-czesnych dokumentach rządowych dotyczących polityki energetycznej państwa. Oznacza to utrzymanie wielkości podaży z 2005 do 2010 roku na stałym poziomie około 100 mln t oraz jej zmniejszenie do 90 mln t w 2015 roku i 81 mln t w 2020 roku. Drugi wariant zakłada stabilizację wydobycia węgla kamiennego w całym okre-sie 2005–2020 na poziomie około 100 mln t/rok – zgodnie z założeniami „Strategii działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w latach 2007–2015” (po korek-cie). Trzeci wariant zakłada stopniowy wzrostu produkcji węgla do około 116 mln t w 2020 roku. Wybór powyższych wariantów podażowych był podyktowany przede wszystkim celem opracowania, którym jest określenie pożądanych, a zarazem opty-malnych w sensie kosztowym, scenariuszy rozwoju sektora węgla kamiennego. Konieczne jest zatem przetestowanie wpływu zmian potencjału wytwórczego kopalń na wielkość zapotrzebowania na ten nośnik energii.

Ostatni z wymienionych czynników, warunkujących wybór scenariuszy, dotyczy uwarunkowań ekologicznych, które przewidują rozwój krajowego sektora energetycz-nego, uwzględniający dostosowanie się do krajowych i europejskich regulacji środo-wiskowych, w tym: globalnych limitów emisji SO2 i NOx, wynikających z zapisów Traktatu Akcesyjnego, limitów emisji CO2 dla elektroenergetyki zawodowej, zawar-tych w dyrektywie o handlu pozwoleniami zbywalnymi oraz limitów określających ilość produkcji energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych19. Ponieważ w opinii wielu specjalistów cele te są w tak krótkim czasie mało realne do osiągnięcia, złagodzono nieco te postanowienia przez przyjęcie kontrowersyjnej, aczkolwiek teore-tycznie możliwej do wdrożenia, alternatywy. Zatem dla tak zdefiniowanych przepisów środowiskowych określono dwa scenariusze: 1) wariant zakładający wypełnienie wszystkich wymienionych regulacji, czyli pełną zgodność terminów i limitów okre-ślonych przepisami; 2) wariant przewidujący derogację odnoszącą się do globalnego limitu emisji SO2 (z 2008 na 2015 r.) oraz zmniejszonych limitów produkcji energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych (do 5 zamiast 9%).

Zbiór powyższych uwarunkowań pozwolił na wytypowanie i nazwanie następują-cych scenariuszy, zawierających kombinację wyżej wymienionych czynników: • WYS_EKO_MID – scenariusz odniesienia z prognozowanym wysokim tempem

wzrostu popytu na energię elektryczną (WYS), wymogiem spełnienia wszystkich regulacji środowiskowych w sektorze energetycznym (EKO) oraz możliwościami produkcyjnymi kopalń, opartymi na aktualnych planach produkcyjnych (MID).

• NIS_EKO_MID – scenariusz odniesienia z prognozowanym niskim tempem wzrostu popytu na energię elektryczną (NIS), wymogiem spełnienia wszystkich regulacji środowiskowych w sektorze energetycznym (EKO) oraz możliwościami produkcyjnymi kopalń, opartymi na aktualnych planach produkcyjnych (MID).

19 Limity globalnej emisji zawarte w Traktacie Akcesyjnym: SO2: 2008 – 454 tys. t, 2010 – 426 tys. t,

2012 – 358 tys. t, NOx – 2008 – 254 tys. t, 2010 – 251 tys. t, 2012 – 239 tys. t. Limity emisji CO2, wy-nikające z dyrektywy o handlu pozwoleniami zbywalnymi (tylko dla energetyki zawodowej): 2005 – 156 200 tys. t, 2006 – 160 400 tys. t, 2007 – 164 800 tys. t, po 2007 (projekt) – 170 000 tys. t. Limity określające ilość produkcji energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych: 2006 – 3,6%, 2007 – 4,3%, 2008 – 5,4%, 2009 – 7,0%, 2010 – 9,0%. W kolejnych latach (2015, 2020) limity będą ustalane na bazie limitu określonego dla ostatniego roku.

102

• WYS_DER_MID – scenariusz z prognozowanym wysokim tempem wzrostu popytu na energię elektryczną (WYS), derogacjami odnoszącymi się do wymogów środowiskowych (DER) oraz możliwościami produkcyjnymi kopalń, opartymi na aktualnych planach produkcyjnych (MID).

• NIS_DER_MID – scenariusz z prognozowanym niskim tempem wzrostu popytu na energię elektryczną (NIS), derogacjami odnoszącymi się do wymogów środo-wiskowych (DER) oraz możliwościami produkcyjnymi kopalń, opartymi na aktu-alnych planach produkcyjnych (MID).

• WYS_EKO_# – zestaw scenariuszy odniesienia z prognozowanym wysokim tem-pem wzrostu popytu na energię elektryczną (WYS), wymogiem spełnienia wszystkich regulacji środowiskowych w sektorze energetycznym (EKO) oraz ob-niżonymi, aktualnymi i zwiększonymi możliwościami produkcyjnymi kopalń wę-gla kamiennego (LOW, MID, HIGH).

We wszystkich scenariuszach funkcją celu jest minimalizacja kosztów funkcjo-nowania systemu energetycznego, pod którym to pojęciem kryją się koszty paliwowe dostaw dla energetyki, koszty (stałe i zmienne) oraz nakłady inwestycyjne technologii energetycznych i ochronnych, bilans kosztów dostaw importowych i eksportowych energii elektrycznej, koszt funkcjonowania zakładów wzbogacania węgla oraz koszty dostaw węgla dla pozostałych odbiorców. Minimalizacja sumy tych kosztów pozwala na określenie rodzaju i zakresu działań najbardziej efektywnych z punktu widzenia kryterium optymalizacji – przy spełnieniu założeń popytowych i środowiskowych oraz warunku zbilansowania dostaw węgla kamiennego dla pozostałych kierunków zbytu.

Do implementacji komputerowej modelu prezentowanego w niniejszym opra-cowaniu zastosowano system GAMS – General Algebraic Modelling System (Brook, Kendrick, Meeraus 1992). Do jego rozwiązania zastosowano solver CPLEX, wchodzący w skład tego pakietu. Złożoność zadania optymalizacyjnego jest mierzo-na liczbą równań, zmiennych oraz liczbą elementów niezerowych w modelu. Staty-stykę modelu przedstawia tabela 4.21.

Tabela 4.21. Statystyka modelu Rodzaj cechy charakteryzującej złożoność modelu Wartość

Liczba bloków równań 18Liczba bloków zmiennych 13Liczba elementów niezerowych 696 345Liczba pojedynczych równań 12 758Liczba pojedynczych zmiennych 422 957Źródło: obliczenia własne.

4 . 5 . 3 . W y n i k i s c e n a r i u s z o w e

Zaprezentowane w tym rozdziale wyniki symulacji komputerowych są syntetycz-nym obrazem zmian, które mogą się dokonać na krajowym rynku paliwowo- -energetycznym do końca 2020 roku. Należy wyraźnie podkreślić ich specyficzny charakter, wynikający bezpośrednio z zastosowanej metodyki badawczej. Otóż pro-

103

gramowanie matematyczne, a ściśle rzecz biorąc, optymalizacja funkcjonowania tak istotnego sektora gospodarki kraju, jakim jest sektor paliwowo-energetyczny, ma za zadanie wskazanie jedynie ogólnego kierunku przyszłych zmian w tym systemie. Co więcej, nie ma praktycznie żadnej gwarancji, że wskazany kierunek będzie utrzy-many. Co prawda, zastosowane kryterium optymalizacji, jakim jest minimalizacja funkcjonowania tego sektora w długim okresie gwarantuje, że przyszłe zmiany z du-żym prawdopodobieństwem będą zmierzać w wyznaczonym kierunku. Jednak zasady gospodarki rynkowej umożliwiają poszczególnym przedsiębiorstwom podejmowanie przez nie decyzji opartych na innych kryteriach niż zastosowane w modelu (np. mak-symalizacji wartości firmy). Niemniej jednak w większości przypadków decyzje te będą odpowiadały kryterium ekonomicznemu, przy czym odnosi się ono przede wszystkim do pojedynczego przedsiębiorstwa, a nie całej branży. Zatem zaprezento-wany poniżej obraz przyszłych zmian strukturalnych należy postrzegać jako optymal-ny w sensie sektorowym, jednak mogą wystąpić wyraźne odstępstwa od niego, szczególnie na szczeblu pojedynczych przedsiębiorstw20.

Nie jest możliwe zaprezentowanie w niniejszym opracowaniu wszystkich techno-logicznych, środowiskowych oraz ekonomicznych uwarunkowań rozwojowych kra-jowego sektora energetycznego oraz ich skutków dla sektora węglowego. Ponieważ cel pracy wiąże się z określeniem przyszłej roli węgla kamiennego w gospodarce kraju, autorzy, w oparciu o wyniki badań, dokonali tego rodzaju analizy jedynie w odniesieniu do najistotniejszych zagadnień, takich jak poziom zużycia węgla ener-getycznego do produkcji energii elektrycznej i cieplnej – najważniejszego kierunku dostaw węgla kamiennego – oraz ostatecznego bilansu węgla energetycznego i kok-sowego w gospodarce kraju.

4.5.3.1. Zużycie paliw do produkcji energii elektrycznej i ciepła

Wielkość zużycia poszczególnych rodzajów paliw wykorzystywanych do produk-cji energii elektrycznej i ciepła, przedstawiono w tabeli 4.22. We wszystkich scenariu-szach, w całym analizowanym okresie, dominującą pozycję w bilansie energetycznym zachowuje węgiel kamienny, choć jego zużycie systematycznie spada (z wyjątkiem scenariusza wys_eko_high). Pozycja węgla brunatnego jest stabilna – nawet z zauwa-żalnym rosnącym trendem zużycia. Znaczenie pozostałych nośników energetycznych jest uzależnione od rozpatrywanego scenariusza.

20 Model pozwala na wybór określonych rozwiązań wśród zbioru dostępnych opcji, przy czym najczęściej

jest wybierana jedna, konkurencyjna pod względem ekonomicznym. Choć dla indywidualnych przed-siębiorstw zbiór tych opcji jest podobny, jednak rzeczywiste wybory będą bardziej zróżnicowane niż w przypadku „agregatów” technologicznych, które zastosowano w niniejszej pracy. Decydują bowiem nie tylko czynniki ekonomiczne, lecz także lokalizacyjne, finansowe, organizacyjne i inne.

104

Tabela 4.22. Zużycie paliw energetycznych do produkcji energii elektrycznej i ciepła, PJ/rok21 nis_eko_mid 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Węgiel kamienny 1342 1324 1325 1330 1327 1337 1276 1256 Węgiel brunatny 517 533 529 525 521 517 557 537 Gaz 135 132 132 128 124 106 125 115 Energia jądrowa 0 0 0 0 0 0 6 19 Źródła odnawialne 13 25 33 44 57 74 84 145 Inne 65 62 63 60 58 55 64 61

Razem 2070 2075 2080 2086 2086 2089 2111 2133

nis_der_mid Węgiel kamienny 1342 1321 1296 1289 1298 1307 1296 1256 Węgiel brunatny 517 539 570 583 579 575 575 537 Gaz 135 136 135 133 132 129 123 115 Energia jądrowa 0 0 0 0 0 0 0 45 Źródła odnawialne 13 16 18 21 26 34 89 117 Inne 65 66 66 66 65 64 63 61

Razem 2070 2079 2084 2092 2101 2109 2146 2131

wys_eko_mid Węgiel kamienny 1342 1329 1322 1330 1329 1319 1296 1282 Węgiel brunatny 517 549 575 583 585 581 583 537 Gaz 135 136 135 134 133 130 203 205 Energia jądrowa 0 0 0 0 0 0 0 120 Źródła odnawialne 13 26 34 47 69 100 194 226 Inne 65 66 66 66 65 65 61 60

Razem 2070 2106 2133 2160 2180 2195 2338 2429

wys_der_mid Węgiel kamienny 1342 1326 1331 1330 1344 1353 1296 1282 Węgiel brunatny 517 567 575 583 592 600 583 537 Gaz 135 136 135 138 137 136 253 264 Energia jądrowa 0 0 0 0 0 0 0 120 Źródła odnawialne 13 17 36 57 65 77 167 194 Inne 65 66 66 65 65 64 61 60

Razem 2070 2112 2142 2173 2203 2230 2360 2456

wys_eko_low Węgiel kamienny 1342 1328 1325 1331 1305 1295 1154 925 Węgiel brunatny 517 549 573 569 585 581 583 537 Gaz 135 136 136 134 131 128 307 483 Energia jądrowa 0 0 0 0 0 0 0 120 Źródła odnawialne 13 26 34 61 91 125 208 233 Inne 65 66 66 65 65 64 60 55

Razem 2070 2105 2134 2159 2176 2193 2312 2353

wys_eko_high Węgiel kamienny 1342 1329 1340 1354 1348 1347 1499 1493 Węgiel brunatny 517 549 560 562 575 577 557 537 Gaz 135 136 136 135 134 132 131 125 Energia jądrowa 0 0 0 0 0 0 0 120 Źródła odnawialne 13 26 35 48 62 79 105 124 Inne 65 66 66 66 66 66 65 64

Razem 2070 2106 2136 2164 2185 2201 2357 2463 Źródło: Obliczenia własne.

21 Podane w tej i pozostałych tabelach i na rysunkach wartości zmiennych wyliczanych dla lat 2015

i 2020 dotyczą odpowiednio okresów 2011–2015 i 2016–2020. Interpretacja wyników dla tych okre-sów jest następująca: w 2015 i 2020 roku wyliczane zmienne osiągają podane wartości, natomiast w latach poprzedzających należy zakładać ich liniową aproksymację.

105

Więcej wniosków na temat struktury zużycia poszczególnych nośników energe-tycznych można wyciągnąć na podstawie rysunku 4.15. Struktura zużycia we wszyst-kich rozpatrywanych scenariuszach do 2010 roku jest mniej więcej stabilna. 2008 2010

0

500

1000

1500

2000

2500

nis_

eko_

mid

nis_

der_

mid

wys_e

ko_m

id

wys_d

er_m

id

wys_e

ko_lo

w

wys_e

ko_h

igh

Węgiel kamienny Węgiel brunatnyGaz JądrowaŹródła odnawialne Inne

0

500

1000

1500

2000

2500

nis_

eko_

mid

nis_

der_

mid

wys_e

ko_m

id

wys_d

er_m

id

wys_e

ko_lo

w

wys_e

ko_h

igh

Węgiel kamienny Węgiel brunatnyGaz JądrowaŹródła odnawialne Inne

2015 2020

0

500

1000

1500

2000

2500

nis_

eko_

mid

nis_

der_

mid

wys_e

ko_m

id

wys_d

er_m

id

wys_e

ko_lo

w

wys_e

ko_h

igh

Węgiel kamienny Węgiel brunatnyGaz JądrowaŹródła odnawialne Inne

0

500

1000

1500

2000

2500

nis_

eko_

mid

nis_

der_

mid

wys_e

ko_m

id

wys_d

er_m

id

wys_e

ko_lo

w

wys_e

ko_h

igh

Węgiel kamienny Węgiel brunatnyGaz JądrowaŹródła odnawialne Inne

Rys. 4.15. Zużycie paliw energetycznych do produkcji energii elektrycznej i ciepła w latach 2008, 2010,

2015 i 2020, PJ/rok

Od 2016 roku w scenariuszach zakładających szybkie tempo wzrostu popytu na energię elektryczną konieczne jest wykorzystanie energii jądrowej. Wzrasta także znaczenie źródeł odnawialnych. Jeśli chodzi o wykorzystanie węgla kamiennego można wstępnie założyć, że spadek możliwości jego podaży po 2010 roku (scenariusz wys_eko_low) spowoduje konieczność zastąpienia go innymi nośnikami, głównie gazem (energetyka przemysłowa i źródła lokalne) oraz biomasą i energią geotermalną

106

(źródła lokalne). Natomiast wzrost możliwości podaży węgla ponad aktualne możli-wości produkcyjne (scenariusz wys_eko_high) spowoduje, że węgiel będzie wypierał gaz, natomiast nie jest w stanie całkowicie zastąpić energii jądrowej. Gaz pełni zatem rolę bilansującą, przy czym zastępowany jest zarówno przez źródła odnawialne (tam, gdzie to wynika z przepisów), jak i węgiel (gdy możliwości produkcyjne na to pozwa-lają)22.

4.5.3.2. Syntetyczny bilans węgla kamiennego

Zaprezentowany (tab. 4.23) bilans węgla kamiennego został sporządzony zgodnie z zaprezentowaną metodyką badawczą. Pozycja bilansowa „pozostali odbiorcy” za-wiera zużycie węgla w gospodarstwach domowych, rolnictwie i przez innych odbior-ców przemysłowych. Model został tak skalibrowany, aby wielkość zużycia węgla kamiennego w krajowej elektroenergetyce w 2005 roku, była zgodna z publikowany-mi danymi statystycznymi (Statystyka elektroenergetyki 2005). Niewielkie różnice bilansowe w wielkości zużycia węgla energetycznego w elektrowniach zawodowych, przemysłowych i komunalnych czy eksporcie, wynikają z faktu, że w modelu jest bi-lansowana wartość zapotrzebowania na energię chemiczną, przez co dostawy węgla, wyrażone w jednostkach wagowych (mln t), mogą się nieco różnić od wielkości rze-czywistych23.

Tabela 4.23. Bilans węgla kamiennego, mln t NIS_EKO_MID

Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,2 83,2 83,1 83,2 83,3 84,1 81,8 81,1 Zużycie krajowe, w tym: 68,8 68,3 68,2 68,2 68,4 69,1 66,4 65,9 Procesy energetyczne razem: 62,4 61,9 61,8 61,8 62,0 62,7 59,9 59,4 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 29,9 28,6 28,9 29,4 28,8 29,6 27,1 28,6 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,3 14,2 14,2 13,5 13,9 14,1 13,8 14,0 - elektrociepłownie przemysłowe 7,0 6,8 6,4 5,9 6,0 5,3 7,1 7,1 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 12,2 12,3 12,3 13,0 13,3 13,7 11,9 9,7 Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,0 16,6 16,5 16,6 16,6 16,6 17,1 16,9 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7

22 W świetle wyników niniejszej pracy decydujące znaczenie w określaniu roli gazu ziemnego w bilansie

energetycznym wydają się mieć regulacje środowiskowe, odnoszące się przede wszystkim do limitów energii elektrycznej produkowanej ze źródeł odnawialnych. Przeprowadzone symulacje, zakładające brak jakichkolwiek regulacji środowiskowych, wskazują, że nawet wówczas węgiel kamienny jest paliwem bardziej konkurencyjnym niż gaz. Trzeba jednak podkreślić, że zauważalny ostatnio wzrost zużycia gazu, szczególnie w elektrociepłowniach przemysłowych i źródłach lokalnych, wynika nie tyle z konkurencyjności tego paliwa, lecz czynników pozaekonomicznych (wygoda użytkowania, niska emisyjność). Stąd należy przypuszczać, że znaczenie gazu, szczególnie w źródłach lokalnych (poza energetyką zawodową) będzie wzrastać.

23 Zastosowana procedura modelowania wymusza optymalny dobór gatunków węglowych różniących się parametrami jakościowymi, w tym wartością kaloryczną. Choć ze względów technicznych narzucono warunek wymuszający kierowanie odpowiednich jakościowo węgli do właściwych odbiorców, to mo-del ma pewną swobodę wyboru. Prowadzi to do niewielkich wahań zużycia węgla w poszczególnych latach, mieszczących się jednak w akceptowalnych granicach.

107

Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,2 99,8 99,6 99,7 99,9 100,6 98,3 97,6

NIS_DER_MID Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,3 83,0 82,1 81,7 82,2 82,6 81,9 81,1 Zużycie krajowe, w tym: 68,3 68,1 66,9 66,8 66,7 67,2 66,4 65,7 Procesy energetyczne razem: 61,9 61,7 60,5 60,4 60,3 60,8 59,9 59,2 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 30,1 28,4 27,6 27,3 27,4 28,2 29,5 28,6 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,5 14,5 14,0 14,2 14,5 14,5 14,3 14,2 - elektrociepłownie przemysłowe 6,6 7,1 7,6 7,2 7,2 6,6 6,8 7,0 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 11,7 11,7 11,3 11,7 11,2 11,5 9,3 9,4 Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,6 16,5 16,8 16,6 17,2 17,1 17,2 17,0 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,2 99,5 98,6 98,2 98,7 99,2 98,4 97,6

WYS_EKO_MID Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,2 83,5 83,0 83,1 83,4 83,0 82,0 81,9 Zużycie krajowe, w tym: 68,3 68,4 68,0 68,1 67,9 67,5 66,6 66,3 Procesy energetyczne razem: 61,9 62,0 61,6 61,7 61,5 61,1 60,1 59,8 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 30,4 29,5 28,8 29,7 30,2 30,3 32,9 33,6 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,3 13,9 14,3 13,8 13,7 14,1 14,0 13,9 - elektrociepłownie przemysłowe 7,3 7,5 6,9 7,4 6,9 6,4 6,8 6,7 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 10,9 11,1 11,6 10,8 10,7 10,3 6,4 5,6 Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,6 16,7 16,7 16,6 17,1 17,1 17,1 17,3 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,2 100,0 99,6 99,6 99,9 99,5 98,5 98,4

WYS_DER_MID Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,1 83,2 83,4 83,1 83,9 84,3 82,1 81,9 Zużycie krajowe, w tym: 68,2 67,8 67,8 68,0 69,0 69,1 67,0 66,5 Procesy energetyczne razem: 61,8 61,4 61,4 61,6 62,6 62,7 60,5 60,0 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 30,2 28,8 30,4 30,4 31,8 32,3 33,7 33,5 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,1 14,4 13,9 14,4 14,0 14,1 14,2 13,9 - elektrociepłownie przemysłowe 6,6 7,4 6,6 6,8 7,4 6,5 6,9 7,0 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 11,9 10,8 10,5 10,0 9,4 9,8 5,7 5,6

108

Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,5 17,1 17,2 16,7 16,6 16,8 16,8 17,1 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,0 99,8 99,9 99,6 100,4 100,8 98,6 98,4

WYS_EKO_LOW Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,1 83,3 83,2 83,4 82,2 82,0 75,8 65,8 Zużycie krajowe, w tym: 68,5 68,2 68,1 68,1 67,0 66,7 60,3 50,3 Procesy energetyczne razem: 62,1 61,8 61,7 61,7 60,6 60,3 53,8 43,8 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 30,3 29,2 29,0 30,6 30,0 30,2 27,2 21,0 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,1 14,2 14,1 13,9 14,0 13,6 14,1 14,1 - elektrociepłownie przemysłowe 6,1 7,4 7,2 6,8 6,9 7,5 7,2 6,7 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 12,6 11,0 11,4 10,4 9,7 9,0 5,3 2,0 Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,3 16,7 16,7 16,9 16,8 17,0 17,2 17,1 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,2 99,8 99,7 99,9 98,7 98,5 92,3 82,3

WYS_EKO_HIGH Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,2 83,4 83,9 84,7 84,2 84,1 91,3 91,7 Zużycie krajowe, w tym: 68,7 67,8 68,5 69,7 68,8 68,7 76,1 76,0 Procesy energetyczne razem: 62,3 61,4 62,1 63,3 62,4 62,3 69,6 69,5 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 30,1 29,0 30,1 30,6 30,7 30,1 37,9 36,9 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,2 14,4 14,0 14,1 14,0 14,1 13,4 14,0 - elektrociepłownie przemysłowe 6,8 6,6 7,3 7,1 6,9 6,3 6,9 7,0 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 12,2 11,4 10,7 11,5 10,8 11,8 11,4 11,6 Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,2 17,2 17,1 16,6 17,0 17,1 16,9 17,3 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,2 99,9 100,5 101,2 100,7 100,7 107,8 108,2

WYS_0_HIGH Bilans węgla energetycznego 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 Wydobycie 83,2 83,4 84,5 85,6 86,8 87,7 95,2 97,0 Zużycie krajowe, w tym: 68,8 67,8 69,7 70,1 71,2 72,7 79,8 81,5 Procesy energetyczne razem: 62,4 61,4 63,3 63,7 64,8 66,3 73,3 75,0 - elektrownie zawodowe na węglu kamiennym 29,9 29,1 29,8 31,3 32,4 32,8 41,5 43,0 - elektrociepłownie zawodowe na węglu

kamiennym 13,4 14,4 14,3 14,3 13,8 14,6 14,0 13,8

109

- elektrociepłownie przemysłowe 7,1 7,5 7,9 6,3 7,0 7,3 7,3 7,3 - ciepłownie zawodowe, przemysłowe

i komunalne 12,0 10,4 11,3 11,8 11,6 11,6 10,5 10,9 Pozostali odbiorcy 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 Eksport 16,0 17,2 16,5 17,2 17,2 16,6 17,1 17,2 Import 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Bilans węgla koksowego Wydobycie 14,0 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 Zużycie krajowe 11,4 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 Eksport 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Import 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Razem wydobycie węgla energetycznego

i koksowego 97,1 99,9 101,0 102,1 103,3 104,2 111,7 113,5 Źródło: Opracowanie własne.

Decydujące znaczenie dla wynikowego bilansu węgla kamiennego ma poziom je-go zużycia w procesach energetycznego spalania. Zgodnie z założeniem, bilans węgla koksowego pozostaje niezmienny, podobnie jak import, eksport i zużycie węgla przez pozostałych odbiorców.

4 . 5 . 4 . P o d s u m o w a n i e

Analiza wyników symulacji pozwala na wyciągnięcie następujących wniosków: 1. Znacząca rola węgla kamiennego w bilansie energetycznym kraju, bez względu na

rozważany scenariusz rozwojowy, powinna być utrzymana. Prognozowana wiel-kość zużycia do 2010 roku utrzyma się na poziomie około 99–100 mln t rocznie i w warunkach wysokiego popytu może być po tym okresie zachowana. Jednak w świetle wyników niniejszych badań wzrost możliwości podaży węgla przez wy-korzystanie istniejących mocy produkcyjnych w kopalniach lub ich rozbudowę, wydaje się działaniem ekonomicznie uzasadnionym (scenariusze wys_eko_mid i wys_eko_high). Możliwy wzrost zużycia węgla w scenariuszu wys_eko_high do 2015 roku i dalej jest szacowany w granicach 7–8 mln t. Co warte podkreślenia, wzrost ten jest możliwy w warunkach obowiązywania restrykcyjnych regulacji ekologicznych.

2. Zaznacza się poważny wpływ regulacji ekologicznych, mających obowiązywać od 2008 roku, na wielkość zużycia węgla w energetyce zawodowej. Z porównania dwóch scenariuszy – wys_0_high i wys_eko_high – można wywnioskować, że wielkość zużycia węgla energetycznego jest zdecydowanie mniejsza dla zaostrzo-nych warunków emisyjnych (w granicach o 3–5 mln t w okresie 2009–2020). Z drugiej strony ewentualne wynegocjowanie derogacji dla tych przepisów nie ma praktycznie znaczenia dla wielkości zużycia węgla w energetyce (scenariusze wys_eko_mid i wys_der_mid).

3. Wysoka dynamika wzrostu popytu na energię elektryczną, przy obecnych progno-zach podaży węgla kamiennego i restrykcyjnych regulacjach ekologicznych, ozna-cza pełne wykorzystanie potencjału wytwórczego sektora węglowego (scenariusze nis_eko_mid i wys_eko_mid). Wzrost produkcji energii elektrycznej może być osiągnięty jedynie przez wykorzystanie paliw alternatywnych i energetyki jądro-wej.

110

4. Węgiel kamienny jest i będzie paliwem konkurencyjnym w energetyce zawodowej i przemysłowej. Jednak w przypadku ciepłowni przemysłowych i komunalnych (rynek lokalny) rola węgla może maleć na rzecz źródeł odnawialnych czy gazu. Proces ten może być szczególnie widoczny po 2015 roku. Decydujące znaczenie może mieć wysoki popyt energetyki zawodowej na węgle energetyczne.

5. Eksport i import węgla kamiennego, zgodnie z przyjętymi założeniami, nie po-winny ulegać znacznym wahaniom. Stabilność rynków zbytu, pewni kontrahenci oraz stosunkowo duży margines opłacalności eksportu polskiego węgla, stwarzają wystarczające przesłanki do utrzymania tego kierunku. Niepewność w odniesieniu do wolumenu importu węgla energetycznego jest większa, choć i tu nie należy się spodziewać zasadniczych zmian ilościowych. Ewentualne wahania cen na rynkach światowych mają jedynie ograniczony wpływ na producentów krajowych.

6. W świetle wyników niniejszej pracy istnieje pilna potrzeba weryfikacji zdolności produkcyjnych kopalń pod względem posiadanych zasobów węgla oraz warunków technologicznych. Weryfikacja ta powinna być dokonana pod kątem utrzymania, a nawet zwiększenia możliwości podaży węgla.

111

5. SCENARIUSZE ROZWOJU TECHNOLOGII PRZEMYSŁU WYDOBYWCZEGO WĘGLA KAMIENNEGO W POLSCE DO 2020 ROKU

Działalność zmierzająca do pozyskania i przetworzenia kopaliny użytecznej, w tym także węgla kamiennego, opiera się na wykorzystywaniu technicznych i orga-nizacyjnych możliwości, będących w dyspozycji ludzi. Możliwości te, przybierające konkretne, dostosowane do potrzeb formy, to technologie. Według „Leksykonu górni-czego” (1998) technologia to: • dział techniki obejmujący środki i czynności stosowane w celu uzyskania dóbr

materialnych, • zbiór zasad określających sposób uzyskiwania dobra materialnego.

O ile definicję tę można wprost odnieść do procesów przeróbki węgla, to w pro-cesie wydobycia węgla kamiennego należy wydzielić pojęcie technologii górniczych, które według tego samego źródła są ogółem zabiegów i sposobów zmiany stanu natu-ralnego wnętrza ziemi w celu pozyskania produktów materialnych lub wykorzystania przestrzeni podziemnej.

Technologie górnicze, jak wszystkie inne technologie, podlegają ewolucyjnym, a czasami także bardziej dynamicznym przemianom. Tempo tych przemian może być zróżnicowane zarówno w odniesieniu do czasu trwania technologii, jak i do jej rodza-ju. Jest ono uzależnione przede wszystkim od ogólnych trendów rozwoju techniki i technologii w dziedzinach wykorzystywanych przez technologie górnicze. Znaczący wpływ na rozwój technologii górniczych mają również czynniki pozatechniczne, głównie ekonomiczne. Zachwianie bilansu paliwowego, powodujące wzrost popytu na nośniki energii, może skutkować szybkim rozwojem technologii lub/i zwiększeniem zakresu stosowania technologii zaawansowanych, być może w innych warunkach nie-opłacalnych.

Proces wydobywania i przeróbki węgla kamiennego jest wieloetapowy i złożony. Składa się z wielu, często bardzo odmiennych technologii, obejmujących charaktery-styczne, funkcyjnie spójne fragmenty tego procesu. Do opracowania wizji rozwoju i stanu technologii górniczych w perspektywie 2020 roku niezbędne było przeprowa-dzenie kompleksowej analizy tego zagadnienia, obejmującej następujące etapy: • charakterystykę warunków zalegania złóż węgla kamiennego w Polsce wraz z oceną

wielkości zasobów, • analizę obecnego i przyszłego bilansu zapotrzebowania na węgiel kamienny, • identyfikację i systematykę technologii górniczych i przeróbki węgla, • syntetyczny opis każdej technologii, • ustalenie kryteriów i ocenę innowacyjności technologii, • opracowanie wizji rozwoju i docelowych postaci technologii uznanych za najbar-

dziej rozpowszechnione i rozwojowe, • poddanie tych wizji badaniom ankietowym, • opracowanie wariantów kompletnych technologii wydobycia i przeróbki węgla dla

wyodrębnionych warunków zalegania złóż,

112

• powtórne badania ankietowe, • ustalenie ostatecznych postaci innowacyjnych technologii.

Wynikiem prac nad przyszłościowymi technologiami górniczymi była także iden-tyfikacja i sformułowanie tematów prac badawczo-naukowych, niezbędnych do ich rozwoju (powstania).

Pierwsze dwa etapy mają charakter wstępnego rozpoznania uwarunkowań geolo-giczno-górniczych i ekonomicznych rozwoju technologii górniczych i zostały przed-stawione w poprzednich rozdziałach niniejszej monografii. Kolejne z nich są zawarte w niniejszym rozdziale i rozdziałach następnych.

W procesie wydobywania węgla kamiennego i jego przeróbki, jak już wspomina-no, wykorzystuje się wiele różnorodnych technologii, które wzajemnie się przenikają, uzupełniają bądź też funkcjonują niezależnie. W celu identyfikacji każdej z nich, a następnie ich opisania, niezbędne było opracowanie ich systematyki. Ze względów pragmatycznych przyjęto, że systematyka ta będzie uwzględniała dwa zasadnicze aspekty: charakter samej technologii lub sferę jej funkcjonowania. Z tego względu w pierwszym podejściu podzielono je na: • technologie eksploatacji, wśród których wyróżniono:

- - technologie górnicze, - - technologie górnicze pomocnicze;

• technologie mechanizacji procesów eksploatacji; • technologie infrastruktury systemowej, obejmujące:

- - systemy automatyki, - - systemy informatyki, - - systemy zasilania, - - systemy teletransmisji;

• technologie przeróbki mechanicznej węgla.

W drugim podejściu w grupie technologii górniczych wydzielono zespoły techno-logii obejmujące jednorodne zakresy ich stosowania. Są to: • technologie udostępniające, • technologie przygotowawcze, • technologie eksploatacyjne.

W grupie technologii górniczych pomocniczych wydzielono: • technologie transportu, • technologie wentylacji, • technologie odwadniania.

Uznano również, że technologie mechanizacji funkcjonują w ramach technologii górniczych i nie występuje potrzeba bardziej szczegółowej ich systematyki.

Identyfikacja poszczególnych technologii została przedstawiona w rozdziale 5.1. Zidentyfikowane technologie są częściami składowymi procesu wydobywania

i przeróbki węgla. W wymiarze ogólnym, stosownie do przyjętej systematyki techno-logii, proces ten ma „warstwową” strukturę, obejmującą wymienione wyżej grupy technologii. Można przyjąć, że zasadniczy szkielet tej struktury tworzą technologie

113

eksploatacji i technologie przeróbki mechanicznej, które w celu przejrzystości języka używanego w tej monografii będziemy nazywali technologiami podstawowymi. Technologie mechanizacji procesów eksploatacji oraz technologie infrastruktury sys-temowej „przenikają” technologie podstawowe, stając się w praktyce ich integralnymi składnikami. Bez nich technologie podstawowe w wielu przypadkach są jedynie ideami, których funkcjonowanie w praktyce jest możliwe po wypełnieniu ich elemen-tami mechanicznego i systemowego wyposażenia. Schematy tych grup technologii przedstawiono na rysunkach 5.1–5.3.

W celu uzyskania porównywalnych informacji o poszczególnych technologiach zarówno na etapie ich opisywania, zgodnie z istniejącym obecnie stanem, jak i ich opisania w perspektywie 2020 roku, ustalono wzory nazwane „Kartami technologii” i „Kartami scenariuszy rozwoju technologicznego” (rys. 5.4 i 5.6). Oczywiście, dla specyficznych, odrębnych technologii możliwe były odstępstwa od szczegółowego układu kart, niezaburzające jednak ich zasadniczej postaci (rys. 5.5 i 5.7). Niezależnie od kart scenariuszy rozwoju technologicznego dla każdej technologii lub ich spójnych grup opracowano rozszerzony opis ich rozwoju oraz stan przewidywany w 2020 roku.

W szczegółowych analizach poszczególnych technologii, a w szczególności w opracowywaniu scenariuszy ich rozwoju oraz w budowie struktury jednorodnych grup technologii, uwzględniano jedynie technologie uznane za rozpowszechnione i rozwojowe. Te dwie kategorie technologii wyodrębniono, stosując tryb postępowa-nia eksperckiego, uwzględniający ustalone kryteria ogólne i szczegółowe. Kryteria te były formułowane przez zespoły ekspertów w dwóch etapach. W pierwszym z nich określono uniwersalne kryteria ogólne, odnoszące się w zasadzie do wszystkich grup technologii. Kryteria te sformułowano następująco: A. Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w odniesieniu

do innych zaawansowanych dziedzin techniki (materiały, informatyka, organiza-cja, automatyzacja itp.).

B. Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność, czyli zdolność do spełniania swoich funkcji w określonych warun-

kach występujących w kopalniach. Skuteczność należy rozpatrywać w aspekcie technicznym, bezpieczeństwa, opłacalności, strat złoża, niezawodności itp.).

C. Kryterium uniwersalności technologii w odniesieniu do techniki i warunków ich stosowania.

Przez uniwersalność należy rozumieć „modułowość” infrastruktury technologii (wyposażenia maszynowego, sterowania, informatyzacji itp.). Uniwersalność na-leży rozpatrywać w wymiarze technicznym i funkcjonalnym.

D. Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko. Należy uwzględniać wpływ bezpośredni (powierzchnia, wody dołowe, metan itp.)

oraz pośredni („czysty węgiel”, selektywna eksploatacja itp.). E. Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych (pod-

ziemne zgazowanie, systemy krótkofrontowe, strugi). F. Kryterium bezpieczeństwa rozumianego jako bezpieczeństwo ludzi i bezpie-

czeństwo procesu technologicznego.

114

Rys. 5.1. Struktura grupy technologii górniczych i technologii górniczych pomocniczych

IWObW3.1, IWObS3.1 – Przewietrzanie systemem U od pola

IWObW3.2, IWObS3.2 – Przewietrzanie systemem Y z odświeżaniem chodnikiem nadścianowym

IWOb3.3W, IWObS3.3 – Przewietrzanie systemem Y z rozpr. powietrza zużytego w dwóch kierunkach

PMK1 – Wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia

PME3 – Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia

PUW1 - Udostępnianie szybami PUW5/S - Udostępnianie upadowymi

PUM3 – Struktura mieszana udostępniania PUM2/S – Struktura złożowa udostępniania

PUU2 – Urabianie kombajnami chodnikowymi ramionowymi metodą frezowania

PUU1W, PPU1W – Urabianie przez wiercenie i strzelanie materiałem wybuchowym

IWObW, IWOdW – wentylacja lokalna i obiegowa

IWOd3pt, IWOd3et – System wentylacji tłoczącej

IWOd3ps, IWOd3es– System wentylacji ssącej

IWOd3ekt – Syst. wentyl. komb. z zasadn. lutn. tłoczącym i lutniociągiem

ssącym instalacji odpylającej IWOd3eks – System wentyl. kombino-wanej z zasadn. lutniociągiem ssącym i pomocniczym lutniociągiem tłoczącym

IOO – Odpylanie wyrobisk korytarzowychIK – Klimatyzacja kopalń

System podbierkowy chodnikowy – PEE1 System podbierkowy ścianowy z zawałem stropu – PEE2

System ubierkowo-podbierkowy – PEE8

System chodnikowy – PEZ1 System komorowo-filarowy

– PEZ5 System ścianowy podłużny

z podsadzką hydraul. – PES2

System ubierkowy poprzeczny Z podsadzką hydraul. – PEU2

System ścianowy poprzeczny z podsadzką hydraul. –777777 PES5

System ubierkowy podłużny Z zawałem stropu – PEU1 System ścianowy podłużny

z zawałem stropu – PES1 System ścianowy poprzeczny

z zawałem stropu – PES4

115

Rys. 5.2. Struktura grupy mechanizacji technologii górniczych i technologii górniczych pomocniczych

ITX3/s – system transportowy z wykorzystaniem samojezdnych wozów oponowych

ITXM2.3/2/s, ITXML2.3/2/s – transport poziomy materiałów i przewóz ludzi

ITXM2.2/2/s, ITXL2.2/2/s – transport poziomy materiałów i przewóz ludzi

ITXL2.1/s, ITXU2.1/s, ITXL2.1/s – transport pozio-my; transport urobku i materiałów, przewóz ludzi

ITX1/s – mechanizacja technologii odstawy urobku przenośnikami taśmowymi

Mechanizacja systemów ścianowych; sys-temy automatyki, sterowania i diagnostyki

– PES8/s

Mechanizacja systemu ścianowego podbierkowego – PES7/s

Mechanizacja systemu ścianowego z pod-sadzką hydrauliczną; wyposażenie stan-

dardowe ścian wysokich H ≥ 2,5 m – PES5/s

Mechanizacja systemu ścianowego z zawa-łem stropu; wyposażenie standardowe ścian wysokich H ≥ 2,5 m – PES1/3/s

Mechanizacja systemu ścianowego z zawa-łem stropu; wyposażenie standardowe ścian

średnich 1,5 < H ≤ 2,5 m – PES1/2/s

Mechanizacja systemu ścianowego z zawa-łem stropu; wyposażenie standardowe ścian

niskich H ≤ 1,5 m – PES1/1/s

ITZ1/s – mechanizacja technologii transportu pionowego linowego

MPO6/s – mechanizacja technologii kotwienia

IWObW/s, IWOdW/s – wentylacja lokalna i obiegowa

PUU1W/s, PPU1W/s – urabianie przez wiercenie i strzelanie materiałami wybuchowymi

IK/S – klimatyzacja kopalń

IOO/S – odpylanie wyrobisk korytarzowych

PPU2/s, PUU2/s – urabianie kombajnami chodniko-wymi ramionowymi metodą frezowania

116

Rys. 5.3. Struktura grupy technologii zasadniczej infrastruktury systemowej

Urządzenia zabezpieczająceNN – Z-4b

Urządzenia zabezpieczająceSN – Z-4a

Kable i przewody wraz z osprzętem NN – Z-3b

Kable i przewody wraz z osprzętem SN – Z-3a

Aparatura łączeniowa NN – Z-2b

Aparatura łączeniowa SN – Z-2a

Urządzenia zasilające NN – Z-1b

Urządzenia zasilające SN– Z-1a

Zintegrowane systemy dyspozytorskie – I-7

Monitorowanie zagrożeń tąpaniami i skutków eksplo-

atacji górniczej na infra-strukturę zakładu

górniczego i powierzchni I-6

System dyspozytorski tech-nologicznych procesów

przeróbki – I-5b

Regulacyjne układy napę-dów wentylatorów

A-15

Układ automatyzacji i sterowania transportu

szynowego podwieszanego A-11

Systemowe monitorowanie i sterowanie pompowni

głębinowych A-17

Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania

transportem pionowym A-9

Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania

transportu przenośnikowegoA-13

Kompleksowe sterowanie poszczególnymi procesami

technologicznymi przeróbki A-7

Sterowanie obudową wyro-bisk wybierkowych – A-5

Sterowanie maszyn urabia-jących w wyrobiskach wy-

bierkowych –A-4

Systemy teletransmisji radiowej

T-3

Systemy teletransmisji światłowodowej

T-2

Systemy cyfrowej tele-transmisji cyfrowej, budo-

wane w oparciu o kable miedziane

T-1

117

KARTA TECHNOLOGII

Nazwa technologii SYMBOL

1. WYRÓŻNIKI SYSTEMU

2. SZKIC

3. OPIS TECHNOLOGII

Charakterystyka.

Opis wyposażenia.

Organizacja robót.

Wentylacja.

Efekty produkcyjne.

Wpływ na środowisko naturalne.

Wady i zalety.

4. PODSTAWOWE PARAMETRY

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12

Rys. 5.4. Wzór karty technologii

118

KARTA ZASADNICZEJ INFRASTRUKTURY SYSTEMOWEJ

GRUPA TECHNOLOGII

NAZWA TECHNOLOGII SYMBOL

1. CHARAKTERYSTYKA

Przeznaczenie: Elementy składowe: Sposób funkcjonowania:

2. WADY I ZALETY

Wady: Zalety:

3. ZASTOSOWANIE

NAZWA PROCESÓW WYSZCZEGÓLNIENIE SYMBOL SYSTEMU

wg KARTY TECHNOLOGII

PROCESY PRZYGOTOWAWCZE

TECHNOLOGIE UDOSTĘPNIAJĄCE

TECHNOLOGIE PRZYGOTOWAW-CZE

PROCESY PODSTAWOWE

TECHNOLOGIE EKSPLOATACYJNE

TECHNOLOGIE PRZERÓBKI MECHANICZNEJ WĘGLA

PROCESY POMOCNICZE

TECHNO-LOGIE INFRA-STRUKTU-RALNE

WENTYLACJA

TRANSPORT

ODWADNIANIE

Rys. 5.5. Wzór karty zasadniczej infrastruktury systemowej

119

KARTA SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO

GRUPA TECHNOLOGII

NAZWA TECHNOLOGII SYMBOL

1. WYRÓŻNIKI SYSTEMU

2. SZKIC

3. OPIS TECHNOLOGII

Charakterystyka stanu obecnego (w Polsce i za granicą) Scenariusz rozwoju mechanizacji do 2020 roku, w tym:

• Ewolucja od stanu obecnego do docelowego − zasoby − warunki górniczo-geologiczne − zagrożenia − inne

• Odniesienie do kryteriów ogólnych i szczegółowych, tj.: − bezpieczeństwo − ochrona środowiska − zrównoważony rozwój − skuteczność − efektywność − inne

• Parametry technologiczne charakteryzujące rozwój, tj.: − potencjał techniczny na poszczególnych etapach rozwoju − poprawa bezpieczeństwa − inne

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii

Rys. 5.6. Wzór karty scenariuszy rozwoju technologii

120

KARTA SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO

NAZWA TECHNOLOGII SYMBOL Scenariusze rozwoju

Ewolucja od stanu obecnego do docelowego Czynniki krytyczne warunkujące rozwój technologii, tj.:

• zasoby • warunki górniczo-geologiczne • zagrożenia • inne

Odniesienie do kryteriów ogólnych i szczegółowych, tj.: • bezpieczeństwo

Parametry technologiczne charakteryzujące rozwój, tj.: • potencjał techniczny na poszczególnych etapach rozwoju • poprawa bezpieczeństwa • inne

Ocena wyników wg ankiety w latach/ %

niska średnia wysoka

Hierarchizacja wyników

Stopień istotności

Hierarchia kierunków badawczych do 2015/ % do 2020/ % po 2020/ %

Przedział czasu wdrożenia do 2015/ % do 2020/ % po 2020/ %

Rys. 5.7. Wzór karty scenariuszy rozwoju technologii infrastruktury systemowej

121

Przykładowo, dla technologii górniczych i pomocniczych technologii górniczych ustalono następujące kryteria szczegółowe: A. Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaa-

wansowanych dziedzinach techniki. A1. Możliwość zmechanizowania operacji technologicznych. A2. Możliwość automatyzacji i zdalnej kontroli procesów technologicznych. A3. Utrzymywanie koncentracji wydobycia. A4. Uniwersalność technologii w zmiennych warunkach geologiczno-górniczych. A5. Możliwość doboru uniwersalnej mechanizacji w różnych warunkach. A6. Skuteczne i szybkie zabezpieczenie obudową przestrzeni roboczej. A7. Bezpieczna i systematyczna likwidacja przestrzeni po wybranym złożu.

B. Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. B1. Przystosowanie technologii do zmiennych warunków geologiczno-górniczych. B2. Monitorowanie i ograniczanie występujących zagrożeń naturalnych. B3. Zapewnienie minimalnych strat złoża. B4. Łatwość dostosowania systemu do formy złoża. B5. Możliwość selektywnego wybierania. B6. Minimalny udział kosztów robót przygotowawczych w kosztach wydobycia. B7. Możliwość sterowania sortymentem urobku.

C. Kryterium uniwersalności technologii w odniesieniu do techniki i warunków ich stosowania. C1. Odporność technologii na zakłócenia spowodowane czynnikami losowymi. C2. Zapewnienie regularności i ciągłości wydobycia. C3. Możliwość dostosowania systemu do różnej wielkości pól pokładu. C4. Uniwersalność wykorzystania systemów mechanizacyjnych i automatyza-

cyjnych. C5. Możliwość zastosowania do wybierania resztek pokładów. C6. Bezpieczne wyłączanie z ruchu parcel wyeksploatowanych. C7. Unikanie kolizyjności profilaktyk zagrożeń naturalnych.

D. Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko. D1. Możliwość prowadzenia selektywnej eksploatacji. D2. Ograniczanie zagrożenia metanowego oraz zagospodarowania i utylizacji

metanu. D3. Ograniczanie zagrożenia wodnego i zastosowania technologii odwadniania. D4. Ograniczanie zagrożenia sejsmicznego. D5. Minimalizacja wpływu na wyrobiska podziemne i powierzchnię terenu. D6. Możliwość czystego wybierania. D7. Minimalizacja robót udostępniających i przygotowawczych.

E. Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych. E1. Możliwość wybierania pokładów grubych. E2. Możliwość wybierania pokładów silnie nachylonych. E3. Możliwość wybierania pokładów cienkich. E4. Możliwość wybierania obszarów resztkowych. E5. Możliwość wybierania pokładów o dużej gęstości zaburzeń.

122

E6. Możliwość stosowania mechanizacji procesów technologicznych. E7. Możliwość zmiany kierunku prowadzenia frontu.

F. Kryterium bezpieczeństwa rozumianego jako bezpieczeństwo ludzi i bezpieczeń-stwo procesu technologicznego. F1. Bezpieczeństwo technologii w aspekcie złożonych warunków geologiczno-

-górniczych. F2. Bezpieczeństwo technologii w warunkach występowania zagrożeń naturalnych. F3. Bezpieczeństwo technologii z uwagi na czynniki losowe. F4. Możliwość wprowadzenia pełnej automatyzacji procesów technologicznych. F5. Bezpieczeństwo załogi i zapewnienie komfortu pracy. F6. Bezpieczne rozpoczynanie eksploatacji i likwidowanie wyrobiska eksploata-

cyjnego. F7. Możliwość monitorowania i ograniczania zagrożeń naturalnych.

Grupy kryteriów zostały wykorzystane również do oceny innowacyjności techno-logii rozpowszechnionych i rozwojowych. Do tego celu użyto metodyki postępowania ujętej w tzw. metodzie AHP (Analytic Hierarchy Process), opracowanej przez Saaty’ego (1990, 1994, 1996), a służącej przede wszystkim do wspomagania wyboru wariantów decyzyjnych. Wariantami tymi mogą być obiekty fizyczne, np. maszyny, produkty itp., jak i pewne stany reprezentowane przez warianty projektowe lub reali-zacyjne, które prowadzą do osiągnięcia określonych stanów (jakości, bezpieczeństwa, ryzyka). Ponieważ ocena wariantów stanowi fazę przeddecyzyjną, za pomocą metody AHP jest także możliwe dokonywanie oceny diagnostycznej lub porównawczej roz-ważanych obiektów.

Zgodnie z tokiem postępowania, właściwym dla metody AHP, ustalono hierar-chiczną strukturę analizowanego zagadnienia (ocena innowacyjności technologii) w następującej postaci: • cel nadrzędny: ocena poziomu nowoczesności technologii, • czynniki główne: przyjęte kryteria ogólne, • czynniki cząstkowe: zweryfikowane w ramach realizacji zadania 3.1.1 kryteria

szczegółowe (subkryteria), • warianty, obiekty: oceniane technologie oraz opracowano stosowne ankiety i dokonano wyboru ankietowanych ekspertów.

Wynikiem zastosowania tej metodyki była, dla każdej z jednorodnych grup tech-nologii, ich klasyfikacja ze względu na posiadany potencjał innowacyjności.

Należy w tym miejscu podkreślić odrębność rozpatrywanej technologii pod-ziemnego zgazowania węgla o nadanym symbolu PEE3. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na zastrzeżenia dotyczące możliwości wiarygodnej oceny różnego rodzaju preferencji tej technologii w odniesieniu do rozpatrywanych kryteriów. Jest to niewątpliwie najbardziej potencjalnie innowacyjna technologia, w szczególności pod względem: bezpieczeństwa pracy, możliwości wykorzystania złóż pozabilanso-wych, skuteczności technologii itp. Niezbędnym jednak warunkiem jest teoretyczne i praktyczne opanowanie wszystkich związanych z tą technologią problemów.

123

Wymagać to będzie niewątpliwie wieloletnich badań i prób, w tym również współ-pracy z państwami i firmami zagranicznymi, pracującymi już wcześniej nad opano-waniem podziemnego zgazowania.

Zbiór informacji o technicznych aspektach każdej z rozpowszechnionych i rozwo-jowych technologii, ich uwarunkowaniach organizacyjnych, ekonomicznych, środo-wiskowych itp., a także gospodarczy kontekst funkcjonowania branży górnictwa węgla kamiennego w Polsce, były przesłankami do opracowania scenariuszy rozwoju tych technologii oraz ich postaci docelowych w 2020 roku. Informacje te zawarto w „Kartach scenariuszy rozwoju technologicznego” przedstawionych na rysunkach 5.6 i 5.7. Scenariusze analizowanych technologii poddano w następnej kolejności badaniom ankietowym typu delfickiego. Do tego celu opracowano zestaw pytań an-kietowych oraz wytypowano grupę kilkuset ankietowanych – ekspertów, reprezentu-jących przemysł górniczy i jednostki pracujące na jego rzecz, organy zarządzające górnictwem, jednostki naukowo-badawcze i inne.

Pytania ankietowe (ankiety) opracowano w wersji podstawowej oraz rozszerzo-nej, głównie o zagadnienia społeczno-ekonomiczne. Wyniki ankiety poddano analizie statystycznej, której rezultaty uwzględniono przy weryfikacji scenariuszy rozwoju technologii. Po weryfikacji, scenariusze rozwoju technologii poddano drugiej turze badań ankietowych, podając do wiadomości ankietowanych statystyczne wyniki pierwszej tury. Wyniki te posłużyły do opracowania wariantów rozwoju technologii, określanych jako: • wariant optymistyczny, • wariant zrównoważony, • wariant pesymistyczny.

Warianty optymistyczny i zrównoważony rozwoju technologii były podstawą do opracowania wizji funkcjonowania technologicznej sfery branży węgla kamiennego w Polsce, w postaci grafiku.

Rezultaty uzyskane w trakcie opracowywania scenariuszy rozwoju technologii górniczych, pozwoliły także na określenie najważniejszych tematów prac naukowo- -badawczych, niezbędnych do wykonania w założonym horyzoncie czasowym 2020 roku, warunkujących osiągnięcie przewidywanego w wariancie optymistycznym i zrównowa-żonym, technicznego i technologicznego poziomu procesu wydobycia i przeróbki węgla.

5.1. Identyfikacja technologii przemysłu wydobywczego węgla kamiennego w kraju i na świecie

Proces produkcyjny składa się z wielu technik i technologii. Pojmując technologię jako całokształt wiedzy dotyczącej uzyskania określonego efektu przemysłowego, w przemyśle wydobywczym można wyróżnić technologie górnicze, w tym eksploata-cyjne, mechanizacyjne, systemy automatyki, informatyki i zasilania oraz technologie przeróbki węgla kamiennego.

124

5 . 1 . 1 . T e c h n o l o g i e e k s p l o a t a c j i

Technologie stosowane w górnictwie węgla kamiennego można podzielić na: podstawowe i pomocnicze. Do technologii podstawowych zalicza się technologie: • udostępniające, • przygotowawcze, • eksploatacyjne. Elementem tych technologii są procesy urabiania i obudowy.

Wśród technologii pomocniczych można wyróżnić: • transport, • wentylację, • odwadnianie.

Najważniejsze technologie podstawowe i pomocnicze zestawiono w tabelach 5.1 i 5.2.

Tabela 5.1. Technologie górnicze podstawowe Technologie udostępniające Technologie przygotowawcze Technologie eksploatacyjne

I. Sposób udostępniania I. Wyrobiska I. Systemy ubierkowe1. Udostępnianie szybami 1. Upadowe, pochylnie 1. Ścianowy z zawałem stropu

2. Udostępnianie upadowymi 2. Chodniki transportowe, wentylacyjne,

piętrowe 2. Ścianowy z podsadzką hydrauliczną

3. Udostępnianie sztolniami 3. Przecinki, dowierzchnie 3. Ścianowy z podsadzką suchą 4. Ubierkowy z zawałem stropu 5. Ubierkowy z podsadzką hydrauliczną II. Systemy zabierkowe 1. Krótkich zabierek 2. Długich zabierekII. Model rozcięcia złoża 3. Komorowy

1. Model kamienny 4. Chodnikowy2. Model złożowy 5. Komorowo-filarowy3. Model mieszany III. Systemy pośrednie i specjalne

1. Ścianowy podbierkowy 2. Ubierkowy podbierkowy 3. Podbierkowy chodnikowy 4. Ubierkowo-zabierkowy 5. System jankowicki 6. System miechowicki 7. System wielowarstwowy 8. Podziemne zgazowanieIII. Urabianie IV. Urabianie

1. Strzelanie MW 1. Strzelanie MW

2. Urabianie mechaniczne: kombajny chodnikowe 2. Urabianie mechaniczne: kombajny ściano-we, strugi, continuous miner

IV. Obudowa V. Obudowa1. Tubingowa (szyby) 1. Czworokątna 1. Metalowa2. Murowa 2. Łukowa 2. Zmechanizowana3. Betonowa 3. Sklepieniowa 3. Kotwowa4. Drewniana 4. Kołowa 5. Metalowa 6. Kotwowa 1. Otwarta 7. Mieszana 2. Zamknięta

125

Tabela 5.2. Technologie górnicze pomocnicze Transport Wentylacja Odwadnianie

I. Pionowy I. Opływowa I. Główne1. Linowy Ia. Wznosząca Ib. Schodząca 1. Bezpośrednie 1. Przewietrzanie komór funkcyjnych 2. Pośrednie 2. Przewietrzanie wyrobisk korytarzowych 3. Mieszane 3. Przewietrzanie wyrobisk eksploatacyjnych 3.1. Przewietrzanie zwrotne U 3.2. Przewietrzanie przekątne Z, Y II. Poziomy III. Pochyły II. Odrębna II. Lokalne

1. Linowy 1. Wentylacja przez dyfuzję 1. Grawitacyjne 2. Zgrzebłowy 2. Wentylacja przy użyciu pomocniczych urządzeń wentylacyjnych 1.1. Ścieki3. Taśmowy 3. Wentylacja przy użyciu wentylatorów 1.2. Odwierty4. Szynowy 3.1. Powietrznych 3.2. Elektrycznych 2. Wymuszone4.1. Torowy 3a. Wentylacja tłocząca 2.1. Pompami powietrznymi4.2. Podwieszany 3b. Wentylacja ssąca 2.2. Pompami elektrycznymi 5. Spągowy 3c. Wentylacja kombinowana 3. Wyrobiska wodne6. Oponowy

Istotną rolę odgrywają także technologie profilaktyki zagrożeń naturalnych: me-tanowego, wybuchem pyłu węglowego, pożarami endogenicznymi, klimatycznego, tąpaniami, wyrzutami gazów i skał oraz wodnego.

Wszystkie technologie, jakkolwiek bardzo ważne, z uwagi na rozwój przemysłu wydobywczego, w większości są podporządkowane obszarowi technologii podziem-nej eksploatacji złóż.

5.1.1.1. Technologie udostępniające

SPOSOBY UDOSTĘPNIANIA WYROBISKAMI

Udostępnianie złoża polega na wykonaniu głównych wyrobisk korytarzowych w celu otwarcia dostępu do niego i umożliwienia podziemnej eksploatacji. Sposoby udostępniania zależą od warunków terenowych oraz warunków geologicznych zalega-nia złoża, takich jak: głębokość, grubość i nachylenie pokładów oraz zaburzenia geo-logiczne. W zależności od tych uwarunkowań, złoże wyrobiskami podziemnymi można udostępnić sposobem: • pionowym – szybami i szybikami pionowymi, • pochyłym – szybami pochyłymi lub upadowymi z powierzchni, • poziomym – za pomocą sztolni.

UDOSTĘPNIANIE SZYBAMI PIONOWYMI Pionowy sposób udostępniania, najczęściej stosowany w polskim górnictwie wę-

gla kamiennego, jest wykorzystywany w przypadku złóż zalegających na znacznych głębokościach, zwłaszcza w pokładach słabo nachylonych. Udostępnianie szybami pionowymi polega na wykonywaniu zazwyczaj w środku obszaru górniczego szybu wydobywczego, wykorzystywanego również do doprowadzania świeżego powietrza do kopalni. Jednostkowy obszar kopalni powinien być obsługiwany przez co najmniej dwa szyby, stąd drugi szyb, zwany wentylacyjnym, służy do wyciągania zużytego

126

powietrza. Wielkość obszarów górniczych kopalń węgla kamiennego sprawia, że szy-bów wydobywczych i wentylacyjnych w jednej kopalni najczęściej jest kilka.

Udostępnianie złoża za pomocą szybów pionowych jest nieodłącznym elementem struktury pokładowej w udostępnianiu pokładów poziomych. Przykłady takich roz-wiązań można znaleźć w kopalniach angielskich i niektórych starszych kopalniach australijskich.

UDOSTĘPNIANIE SZYBEM POCHYŁYM LUB UPADOWĄ Płytko zalegające złoża lub części złóż w pobliżu wychodni przykrytych niezbyt

grubą warstwą nadkładu mogą być udostępnione za pomocą szybów lub upadowych z powierzchni, różniących się kątem nachylenia wyrobiska. Szyb pochyły jest wyko-nywany pod kątem większym niż 45°; gdy jest mniejszy, wyrobisko nazywamy upa-dową. Zależnie od głębokości zalegania złoża (przyjmuje się, że ten sposób udostępniania może być racjonalnie stosowany do głębokości 600 m) i z uwagi na dopuszczalny kąt nachylenia upadowej, może być ona wyrobiskiem prostoliniowym lub łamanym. Projektowana jest przeważnie w taki sposób, aby osiągała złoże w środ-ku obszaru górniczego, w najniżej zalegającym pokładzie. Wyrobisko to jest wyko-rzystywane do sprowadzania świeżego powietrza, odstawy urobku na powierzchnię i transportu materiałów. Pełni zatem te same funkcje, co pionowy szyb wydobywczy, przy czym nachylenie jest ograniczone możliwościami odstawy urobku, przy wyko-rzystaniu przenośników taśmowych.

W polskim górnictwie nie są stosowane szyby pochyłe, natomiast czynne upado-we z powierzchni zostały wykonane w kopalniach „Janina”, „Sobieski” i „Marcel”.

UDOSTĘPNIANIE SZTOLNIĄ Udostępnianie sztolnią, stanowiącą wyrobisko korytarzowe poziome, mające wlot

bezpośrednio z powierzchni ziemi, jest stosowane w terenach górzystych lub pagór-kowatych, w przypadku pokładów nachylonych i płytko zalegających. Drąży się je ze zbocza góry w kierunku prostopadłym do rozciągłości pokładów. Sposób ten nie zna-lazł zastosowania w polskim górnictwie węgla kamiennego.

MODEL (STRUKTURA) UDOSTĘPNIANIA Przestrzenny układ geometryczny wyrobisk udostępniających tworzy model

kopalni. Elementami modelu są wyrobiska pionowe: szyby i szybiki, wyrobiska na-chylone: upadowe i pochylnie oraz poziome: przecznice i przekopy, które na poszcze-gólnych poziomach zapewniają kopalni połączenia transportowe i wentylacyjne. Określenie liczby wyrobisk udostępniających oraz ich wzajemnego usytuowania względem siebie i udostępnianego złoża, stanowi również o strukturze udostępniania. W udostępnianiu złoża wyrobiskami podziemnymi stosuje się trzy zasadnicze modele (struktury): • złożowy (węglowy), • kamienny (geometryczny), • mieszany.

127

MODEL ZŁOŻOWY Stosowana powszechnie w polskich kopalniach węgla kamiennego złożowa struk-

tura udostępniania (rys. 5.8) polega na wykorzystywaniu udostępniania złoża szybami pionowymi i przecznicami lub przekopami, wykonywanymi z szybów do złoża. Po dojściu do pokładu przecznicą lub przekopem, wykonuje się już tylko wyrobiska przygotowawcze w złożu, do których należą głównie chodniki i pochylnie. Ich zada-niem jest okonturowanie pola pokładu obejmującego poziom eksploatacyjny i ewen-tualnie dalsze dzielenie poziomu na piętra i podpiętra.

Rys. 5.8. Struktura złożowa udostępniania

Udostępnianie pokładów nachylonych wykonuje się na różnych głębokościach, które zależą od projektowanej liczby i wysokości poziomów eksploatacyjnych. Wyso-kość poziomu jest limitowana ilością zasobów możliwych do wybrania w czasie po-zwalającym na utrzymanie wyrobisk wydzielających poziom w złożu. Z uwagi na koszty udostępniania i możliwość szybkiego podjęcia eksploatacji, struktura złożowa jest najkorzystniejsza spośród pozostałych rozwiązań. Ma jednak pewne wady, wyni-kające między innymi ze wzrostu zagrożenia pożarami endogenicznymi i tąpaniami.

MODEL KAMIENNY Model kamienny udostępniania złoża polega na wykonywaniu od szybu wydo-

bywczego przecznicy, z której w odpowiedniej odległości od złoża, otwiera się po-ziom za pomocą przekopu kierunkowego, wykonywanego równolegle do rozciągłości złoża w skale płonnej. Z przekopu kierunkowego są drążone prostopadle przecznice polowe w określonej od siebie odległości, w kierunku pokładu. Przecznice polowe wchodzą do pokładu, a w przypadku pokładów o dużej miąższości, słabo nachylonych lub poziomych oraz, gdy pokłady są skłonne do samozapalenia, udostępnianie pokładu prowadzi się z przecznic polowych za pomocą szybików lub pochylni kamiennych. W miejscu przecięcia się tych wyrobisk z pokładem, rozcięcie złoża prowadzi się ana-

128

logiczne, jak w przypadku struktury złożowej. Model kamienny, pomimo swych zalet, wynikających między innymi z ograniczenia zagrożenia pożarami i tąpaniami, z uwa-gi na wysoki koszt inwestycyjny oraz długi okres udostępniania, nie znalazł w Polsce zastosowania.

MODEL MIESZANY W praktyce, w zależności od warunków geologiczno-górniczych, często stosuje

się rozwiązania pośrednie, będące kombinacją struktury złożowej i kamiennej. Stosowanie struktury mieszanej w ostatnim okresie w kopalniach węgla kamienne-

go było związane ze zmniejszaniem zagrożenia pożarami endogenicznymi. Z powodu kosztów i czasochłonności wykonywania wyrobisk, obecnie jest ona wykorzystywana w ograniczonym zakresie.

5.1.1.2. Technologie przygotowawcze

Technologie przygotowawcze polegają na przygotowaniu złoża do eksploatacji za pomocą różnego rodzaju korytarzowych wyrobisk przygotowawczych, rozcinają-cych złoże na pola wybierania. Wyrobiska te są wykonywane w złożu i stanowią połą-czenie wyrobisk udostępniających z wyrobiskami eksploatacyjnymi. Zalicza się do nich: chodniki, pochylnie, upadowe, diagonale, dowierzchnie i przecinki. Zadaniem wyrobisk przygotowawczych jest między innymi zapewnienie dróg dla: ruchu załogi, transportu urobku i materiałów, przewietrzania czy odprowadzania wody.

WYKONYWANIE WYROBISK UDOSTĘPNIAJĄCYCH I PRZYGOTOWAWCZYCH

Podstawowymi procesami technologicznymi wykonywania korytarzowych wyro-bisk udostępniających i przygotowawczych jest ich drążenie i obudowa.

Ze względu na technologie drążenia wyrobisk można wyróżnić ich prowadzenie: • za pomocą materiałów wybuchowych, • za pomocą kombajnów chodnikowych.

Z kolei z uwagi na rodzaj stosowanej obudowy, stosuje się wyrobiska: • z obudową murową, • z obudową betonową, • z obudową drewnianą, • z obudową metalową, • z obudową kotwową, • z obudową mieszaną.

Na sposób drążenia i obudowy może wpływać kształt przekroju poprzecznego wyrobiska, który może być: • prostokątny lub trapezowy (obudowy czworokątne), • łukowy, • sklepieniowy, • kołowy.

129

Obecnie w polskim górnictwie węgla kamiennego dominującym sposobem wykonywania wyrobisk udostępniających i przygotowawczych jest ich drążenie za pomocą kombajnów chodnikowych, z zastosowaniem stalowej obudowy łukowej po-datnej ŁP.

W przypadku wykonywania pionowych wyrobisk udostępniających lub ich no-wych odcinków mamy do czynienia z głębieniem lub pogłębianiem szybów. Procesy te wymagają zastosowania specjalistycznych metod drążenia i obudowy.

5.1.1.3. Technologie eksploatacyjne

Udostępnione i przygotowane złoże może być wybierane określonym sposobem eksploatacji, przystosowanym do charakteru złoża i warunków jego zalegania. Pojmu-jąc system eksploatacji jako sposób planowego wybierania złoża za pomocą wyrobisk eksploatacyjnych o określonych wymiarach, z ustalonym kierunkiem przesuwania się przodków eksploatacyjnych i ustalonym sposobem likwidacji przestrzeni wybranej, można wyróżnić znaczną liczbę systemów wybierania. Dla ułatwienia doboru tych systemów zostały opracowane różnorodne, oparte na odpowiednich kryteriach, klasy-fikacje. W polskim górnictwie podziemnym funkcjonuje wiele klasyfikacji (m.in. Budryk 1952; Rabsztyn 1970; Staroń 1991; Strzemiński 1991; Ostrihansky 1996; Piechota 2003). Ze względu na rodzaj (kształt i wymiary) wyrobiska eksploatacyjnego oraz sposób prowadzenia przodka i cykliczność likwidacji przestrzeni wybranej, sys-temy te można podzielić na: • ubierkowe – długofrontowe, • zabierkowe – krótkofrontowe, • pośrednie i specjalne.

Dodatkowo, ze względu na sposób kierowania stropem, można wyróżnić systemy: • z zawałem stropu, • z podsadzką, w tym z podsadzką hydrauliczną lub suchą, • z ugięciem stropu.

Z uwagi na kierunek wybierania względem rozciągłości złoża, wyróżniamy sys-temy: • podłużne, • poprzeczne, • przekątne.

SYSTEMY UBIERKOWE – DŁUGOFRONTOWE

Do długofrontowych systemów wybierania zalicza się takie systemy, w których wyrobisko wybierkowe, zwane ścianą lub ubierką, zajmuje całe pole wybierania pomię-dzy dwoma wyrobiskami przyścianowymi lub przyubierkowymi i charakteryzuje się znaczną długością przodka, aż do kilkuset metrów, przy czym w górnictwie węgla ka-miennego długość ubierek wynosi poniżej 50 m (jednak nie mniej niż 10 m), a długość ścian powyżej 50 m. W wyrobiskach tych kierunek przemieszczania się czoła przodka jest zgodny z kierunkiem frontu eksploatacji, a wybierana przestrzeń jest sukcesywnie likwidowana za przesuwającym się przodkiem. Do systemów tych należy zaliczyć:

130

• ścianowe z zawałem stropu, • ścianowe z podsadzką hydrauliczną, • ścianowe z podsadzką suchą, • ubierkowe z zawałem stropu, • ubierkowe z podsadzką hydrauliczną.

SYSTEM ŚCIANOWY Z ZAWAŁEM STROPU Najbardziej rozpowszechnioną odmianą systemu ścianowego w polskim górnic-

twie węgla kamiennego jest system ścianowy podłużny z zawałem stropu (rys. 5.9).

Rys. 5.9. System ścianowy podłużny z zawałem stropu

Długość ścian w polskich kopalniach nie przekracza na ogół 350 m (maks. 400 m), a wybiegi wynoszą od kilkuset do ponad 2000 m. System ten można stosować przy nachyleniu pokładu do 60° (do 35°, przy standardowym wyposażeniu i w pełnym za-kresie wysokości ścian) oraz na wysokość od około 1,0 do 4,5 m (wyposażenie ścian pozwala na ich stosowanie od 0,5 do 6,5 m). Najważniejsze zalety systemu ścianowe-go podłużnego to stosunkowo łatwe prowadzenie wyrobisk eksploatacyjnych, niskie koszty eksploatacji i mało skomplikowany system robót przygotowawczych.

System ścianowy poprzeczny z zawałem skał stropowych jest stosowany rza-dziej. Maksymalne nachylenie pokładu przy prowadzeniu ściany po wzniosie wyno-si 20°, zaś po upadzie 15°. Wykorzystanie tego systemu często jest wynikiem konieczności eksploatacji, pozostałego po wybraniu ścianami podłużnymi, pasa pokładu graniczącego z uskokiem bądź starymi zrobami. System poprzeczny z za-wałem umożliwia najlepszą sztuczną rekonsolidację zrobów, stąd jego wykorzysta-nie może być korzystne przy przemulaniu zrobów zawałowych mieszaninami wodno-popiołowymi, stosowanymi do rekonsolidacji i ograniczania zagrożenia po-żarami endogenicznymi w zrobach zawałowych.

131

SYSTEM ŚCIANOWY Z PODSADZKĄ HYDRAULICZNĄ System ścianowy w odmianie poprzecznej po wzniosie z podsadzką hydrauliczną

jest stosowany aktualnie w kilku kopalniach, przeważnie do wybierania pokładów dzielonych na warstwy, ale również do wybierania pokładów na całą grubość w ob-szarach wymagających ochrony powierzchni.

System ścianowy podłużny z podsadzką hydrauliczną nie jest obecnie stosowany, ale był już wykorzystywany w polskich kopalniach.

SYSTEM ŚCIANOWY Z PODSADZKĄ SUCHĄ Stosowanie systemu ścianowego z podsadzką suchą jest związane z wymogami

ochrony obiektów powierzchniowych, gdy kopalnia nie ma urządzeń do podsadzki hydraulicznej oraz istnieje konieczność lokalizowania skały płonnej pochodzącej z robót górniczych i przeróbki mechanicznej. Podsadzkę suchą mogą stanowić rów-nież żużel, popioły lub inne odpady przemysłowe. Podsadzka sucha może być pełna lub częściowa z pasami podsadzkowymi, a ze względu na sposób podsadzania: ręczna lub zmechanizowana w wersji dmuchanej (pneumatycznej) bądź miotanej.

SYSTEM UBIERKOWY Z ZAWAŁEM STROPU System filarowo-ubierkowy (potocznie zwany ubierkowym), z zawałem skał

stropowych, jest wykorzystywany w polskich kopalniach sporadycznie, w celu czy-stego wybierania pokładów, bez pozostawiania resztek i filarów. Stosowanie tego sys-temu wiąże się z wykonaniem takich samych, jak dla systemów ścianowych, wyrobisk przygotowawczych, z mniejszymi parcelami eksploatacyjnymi. Dlatego też systemy ubierkowe mogą być stosowane jedynie w sytuacji, gdy nie jest możliwa eksploatacja ścianowa. Są to wspomniane resztki pokładów lub pola podzielone systemami usko-ków. Takie rozwiązanie znalazło zastosowanie w kopalni „Borynia”, gdzie jest stoso-wany system tzw. krótkiej ściany (rys. 5.10) (Tor 2007).

Rys. 5.10. System ubierkowy z zawałem stropu

132

SYSTEM UBIERKOWY Z PODSADZKĄ HYDRAULICZNĄ System ubierkowy z podsadzką hydrauliczną jest wykorzystywany sporadycznie

do wybierania resztek pozostawionych po wybieraniu pól systemami ścianowymi z podsadzką. Jest stosowany w kopalni „Siltech”, w otoczonym zrobami obszarze resztkowym. Systemy ubierkowe z podsadzką mogą być wykorzystywane do wybie-rania resztek pokładów zalegających w warunkach wymagających ochrony po-wierzchni i czystego wybierania pól.

SYSTEMY ZABIERKOWE – KRÓTKOFRONTOWE

Do krótkofrontowych systemów wybierania są zaliczane takie systemy, których czoło przodka wyrobiska wybierkowego, zwanego zabierką, ma szerokość nie więk-szą niż 10 m. Wyrobisko zabierkowe rozpoczyna się zawsze z jednego wyrobiska korytarzowego na ogół prostopadle do niego i może być prowadzone w kierunku do drugiego wyrobiska przygotowawczego. W polu wybierania wykonuje się dużą liczbę zabierek, a likwidacja pustki następuje dopiero po wybraniu całej zabierki.

Do systemów zabierkowych zalicza się systemy: • krótkich zabierek (filarowo-zabierkowy), • długich zabierek, • wielkich zabierek (komorowy), • chodnikowy, • komorowo-filarowy.

SYSTEM KRÓTKICH ZABIEREK W systemie filarowo-zabierkowym pole eksploatacyjne jest rozcinane na wąskie

filary wyrobiskami filarowymi (chodnikami, dowierzchniami lub diagonalami), a każ-dy z filarów jest wybierany zabierkami. W tym systemie długość zabierek zawało-wych wynosi najczęściej od 15 do 30 m, a podsadzkowych od 15 do 40 m. System filarowo-zabierkowy może być prowadzony w odmianie poprzecznej, podłużnej lub diagonalnej. Jego zaletą jest to, że można go stosować w polach poprzecinanych uskokami lub starymi chodnikami oraz w nieregularnych resztkowych partiach pokła-dów. Z uwagi na znaczne straty złoża i duże zagrożenie pożarowe, system filarowo- -zabierkowy, dawniej powszechnie stosowany, obecnie nie jest wykorzystywany.

SYSTEM DŁUGICH ZABIEREK System długich zabierek różni się od filarowo-zabierkowego długością zabierek,

wynoszącą od 40 do 100 m. Eksploatacja tym systemem może być prowadzona: po-przecznie i podłużnie, najczęściej z podsadzką hydrauliczną, zaś rzadziej z zawałem. Zabierki długie mają takie same wymiary poprzeczne, jak zabierki krótkie. Mogą być prowadzone z nogą, z płotem węglowym lub bezpośrednio przy zrobach. Wąski przodek (5–6 m) i stosunkowo duży wybieg upodabniają wybieranie zabierki do drąże-nia wyrobiska chodnikowego. System długich zabierek bez nogi nadaje się do wybie-rania obszarów zagrożonych tąpaniami, zawężonych eksploatacją ścianową. Jeszcze kilkanaście lat temu system ten był stosowany w kopalni „Marcel”.

133

SYSTEM WIELKICH ZABIEREK (KOMOROWY) System wielkich zabierek (komór) jest jednym z najstarszych systemów wybiera-

nia. Polega na wybieraniu zabierek o dużych rozmiarach i pozostawianiu między nimi niewybranych filarów. Systemy te były stosowane do wybierania z podsadzką hydrau-liczną grubych, silnie nachylonych pokładów, zalegających pod mocnymi stropami. Do zalet tego sytemu należy zaliczyć stosunkowo mało skomplikowany proces ura-biania węgla oraz możliwość wybierania pokładów grubych. Jednakże z uwagi na liczne wady, między innymi duże (około 50%) straty węgla oraz pracochłonne roboty przygotowawcze, system ten został wyparty przez inne sposoby eksploatacji.

SYSTEM CHODNIKOWY Eksploatacja systemem chodnikowym jest stosowana do wybierania resztek

pokładów. Mechanizacja tego sposobu wybierania jest typowa dla drążenia wyro-bisk korytarzowych. Obudowę kotwową stosuje się tylko w części wyrobisk eksplo-atacyjnych, wcinki wykonywane z chodników nie wymagają obudowy. System ten z powodzeniem jest stosowany w resztkowych partiach kopalń „Siltech” i „Staszic” (rys. 5.11) (Tajduś i inni 1999).

Rys. 5.11. System chodników eksploatacyjnych z wcinkami

SYSTEM KOMOROWO-FILAROWY System komorowo-filarowy jest jednym z podstawowych sposobów wybierania

w kopalniach amerykańskich i australijskich (room and pilar). System ten jest stoso-wany równolegle z systemami ścianowymi do wybierania mniejszych, nieforemnych partii pokładów. W niektórych kopalniach stosuje się go także w celu pełnego wyko-rzystania czasu pracy zestawów maszyn, którymi wykonuje się wyrobiska przygoto-wawcze. Technologia prowadzenia robót eksploatacyjnych jest analogiczna, jak w przypadku drążenia wyrobisk korytarzowych. Wybieranie odbywa się dwuetapowo.

134

Pierwszy etap polega na rozcięciu pokładu wiązką kilku chodników połączonych przecinkami, przeważnie prostopadłymi do biegu chodników. Przecinki te, często na-zywane komorami, dzielą złoże na filary. W drugim etapie, w trakcie wycofywania się z rozciętego wiązką komór pola, wybiera się filary. Warunkiem stosowania systemu jest możliwość wykorzystania kotwienia jako obudowy ostatecznej wyrobisk.

Ze względu na warunki górniczo-geologiczne i wynikające z nich zagrożenia za-wałami i obwałami, tąpaniami oraz pożarami, system komorowo-filarowy nie jest stosowany w polskim górnictwie węgla kamiennego.

SYSTEMY POŚREDNIE I SPECJALNE

Systemy pośrednie o pewnych cechach systemów ubierkowych lub zabierkowych są stosowane w pokładach, w których nie można stosować żadnego z systemów krót-ko- lub długofrontowych. Niektóre z tych systemów przystosowano do warunków konkretnych kopalń, stąd ich charakterystyczne nazwy. Wśród systemów pośrednich możemy wyróżnić: • ścianowy podbierkowy, • ubierkowy podbierkowy, • chodnikowy podbierkowy, • ubierkowo-zabierkowy, • system jankowicki, • system miechowicki, • system wielowarstwowy.

Do systemów specjalnych należy również zaliczyć podziemne zgazowanie węgla.

SYSTEM ŚCIANOWY PODBIERKOWY Eksploatacja podbierkowa, prowadzona z zawałem stropu, została zaprojektowa-

na dla pokładów grubych, które przed wybieraniem systemami ścianowymi wymagają podziału na warstwy. Polega ona na prowadzeniu ściany w dolnej warstwie pokładu po spągu. Grubość ściany przeważnie nie przekracza 3,5 m. Pozostająca w stropie półka węgla o miąższości 4–10 m, przechodzi w stan zawału, a dzięki specjalnej kon-strukcji sekcji obudowy zmechanizowanej, większość węgla ze strefy zawału wysypu-je się na ścianowy przenośnik zgrzebłowy (rys. 5.12).

Eksploatacja podbierkowa daje duże oszczędności z uwagi na wykonywanie robót przygotowawczych tylko w warstwie przyspągowej, eliminując konieczność stosowa-nia systemów wielowarstwowych. Wadą systemu jest pozostawianie znacznej ilości węgla w zrobach, co, poza obniżeniem wartości wskaźnika czystości wybierania zło-ża, stwarza warunki sprzyjające powstaniu pożaru. Obecnie w polskim górnictwie technologia ta nie znajduje zastosowania, zwłaszcza z powodów wybierania pokładów grubych pod obszarami wymagającymi ochrony powierzchni oraz występowania za-grożenia pożarowego. Systemy te jednak od wielu lat są z powodzeniem stosowane w górnictwie chińskim.

135

Rys. 5.12. System ścianowy podbierkowy

SYSTEM UBIERKOWY PODBIERKOWY System ubierkowy podbierkowy, podobnie jak ścianowy podbierkowy, nie jest

stosowany w polskich kopalniach. Obecnie jest wykorzystywany głównie w kopal-niach słowackich i hiszpańskich. Stosuje się go do wybierania resztkowych pól pozo-stałych po eksploatacji ścianowej podbierkowej. Kopalnie, dysponujące odpowiednią mechanizacją, dostosowaną do ścianowych systemów podbierkowych mogą ją wyko-rzystać również do wybierania niewielkich pól, których pozostawienie mogłoby stwo-rzyć zagrożenie tąpaniami w pokładach niżej leżących.

SYSTEM CHODNIKOWY PODBIERKOWY System chodnikowy podbierkowy może być stosowany do wybierania pokładów

o nachyleniu powyżej 40° i miąższości nie mniejszej niż 1,5 m. Eksploatacja tym sys-temem polega na wypuszczaniu urobku z pasa pokładu o szerokości do 30 m, leżącego powyżej chodnika eksploatacyjnego, wykonanego po spągu pokładu. System wymaga niewielkiego zakresu robót przygotowawczych oraz stosunkowo prostego i taniego wyposażenia, co skutkuje wyjątkowo niskimi nakładami inwestycyjnymi. System ten aktualnie jest stosowany w kopalni „Kazimierz-Juliusz” w pokładzie 510 o grubości około 20 m, nachylonym pod kątem około 45°.

SYSTEM UBIERKOWO-ZABIERKOWY System ubierkowo-zabierkowy został pomyślany jako alternatywa dla systemu

ścianowego w resztkowych, nieforemnych częściach pokładów węgla o grubości od 1,5 do 3,5 m i nachyleniu do 20°. Polega on na wahadłowym prowadzeniu zabierki o szerokości 8–12 m, między dwoma chodnikami (odstawczym i wentylacyjno- -materiałowym). Zabierka może być usytuowana prostopadle do frontu ubierkowo- -zabierkowego lub nachylona pod kątem 135°. Kierowanie stropu może odbywać się z zastosowaniem podsadzki hydraulicznej lub zawału. System, wykorzystywany daw-niej w kopalni „Niwka-Modrzejów”, obecnie nie jest stosowany.

136

SYSTEM JANKOWICKI System jankowicki, należący do systemów zabierkowo-ubierkowych, polega na

urabianiu pokładów o grubości 1,4–4,0 m, nachylonych poniżej 45°. Istnieje kilka odmian tego systemu, różniących się liczbą urabianych przodków, wynoszącą 2, 3 lub 4, przy czym system z czterema przodkami prowadzonymi w odmianie poprzecznej, jest nazywany systemem knurowskim. Wybieranie tym systemem polega na wykony-waniu dwóch równoległych upadowych, łączących chodnik wentylacyjny z transpor-towym. Pokład wybiera się z upadowych dwiema skierowanymi ku sobie zabierkami o szerokości 3,5–6 m. Łączna długość zabierek, z uwagi na likwidację przestrzeni poeksploatacyjnej, wynosi 40–120 m. System był stosowany dawniej w kopalni „Jan-kowice” do wybierania grubych i silnie nachylonych pokładów węgla.

SYSTEM MIECHOWICKI System stosowany w kopalni „Miechowice” umożliwiał wybieranie pokładów

o grubości do 5 m i nachyleniu powyżej 45°. Eksploatację tym systemem rozpoczyna-no od wydrążenia w odległości od 100 do 150 m dwóch szybików łączących chodnik podstawowy z wentylacyjnym. W środku, między szybikami z chodnika podstawowe-go, drążono szybik zsypowo-transportowy. Urabianie i zabezpieczanie ubierki prowa-dzono podobnie jak w systemie jankowickim.

SYSTEM WIELOWARSTWOWY System wielowarstwowy jest stosowany do wybierania pokładów o grubości

powyżej 4,0–4,5, m z podziałem na warstwy. Można wydzielić warstwy: równoległe do uławicenia, poziome lub przekątne, przy czym najczęściej stosuje się podział rów-noległy do uławicenia, a grubość warstw przyjmuje się od 2,5 do 3,5 m. Każda war-stwa jest traktowana jako odrębny pokład, który można wybierać systemami ścianowymi lub zabierkowymi. Kolejność wybierania warstw decyduje o zastosowa-niu podsadzki hydraulicznej lub zawału. Wybieranie z podsadzką hydrauliczną rozpo-czyna się od warstwy dolnej przyspągowej, aby następnie wybierać warstwy leżące wyżej. Przy wybieraniu z zawałem stropu kolejność wybierania jest odwrotna. Możli-we jest również wybieranie jako pierwszej warstwy przystropowej z zawałem, a ko-lejnych od spągu z podsadzką hydrauliczną. Zależnie od przyjętego porządku wybierania, poszczególne warstwy pokładu mogą być wybierane kolejno bądź też równocześnie na całej grubości pokładu (tzw. wybieranie blokowe).

PODZIEMNE ZGAZOWANIE Technologia podziemnego zgazowania (rys. 5.13) (Dubiński, Tajduś 2007) zo-

stała opracowana dla złóż nienadających się do eksploatacji metodami górniczymi, głównie pokładów o niskiej jakości węgla z dużą ilością zanieczyszczeń.

Metoda ta polega na zamianie niewybranego ze złoża węgla, przez jego częścio-we spalanie, na gaz palny. Opiera się ona na reakcjach chemicznych zachodzących w podwyższonej temperaturze, przy wprowadzeniu takich czynników zgazowujących, jak: powietrze, tlen i para wodna. W efekcie uzyskuje się mieszaniny wodoru i tlenku, a także dwutlenku węgla i metanu, stanowiące wysokowartościowy gaz opałowy.

Pokład węgla, przeznaczony do zgazowania, może być udostępniony: szybami lub upadowymi (tzw. metoda szybowa) lub otworami wiertniczymi (tzw. metoda

137

bezszybowa). Zgazowanie węgla w złożu można prowadzić metodami: otworów generatorowych otwartych, wykonanych między dwoma chodnikami lub otworów generatorowych ślepych, gdzie zgazowanie węgla prowadzi się ze ślepego otworu, wykonanego z podziemnego wyrobiska górniczego lub z powierzchni.

Rys. 5.13. System podziemnego zgazowania

Badania nad podziemnym zgazowaniem węgla na świecie są prowadzone od po-nad osiemdziesięciu lat. Do dnia dzisiejszego przeprowadzono ponad 50 eksperymen-tów, między innymi w byłym Związku Radzieckim, USA, Hiszpanii, Francji, Belgii, Polsce, Kanadzie, Uzbekistanie, Chinach i Australii.

W Polsce w latach 70. ubiegłego wieku podjęto próbę wdrożenia technologii w kopalni „Janina”; zakupiono nawet instalację powierzchniową. Jednak, po dokład-niejszym rozpoznaniu warunków zalegania złoża, zrezygnowano z budowy instalacji podziemnej. Obecnie w polskim górnictwie węglowym nie dysponuje się dokładnymi analizami określającymi potencjał zasobowy węgla możliwego do podziemnego zga-zowania, stąd też w najbliższym okresie nie przewiduje się stosowania tej technologii na skalę przemysłową.

5.1.1.4. Technologie transportowe

Przez transport podziemny należy rozumieć przemieszczanie urobku, materiałów lub ludzi, niezależnie od sposobów, dróg i urządzeń używanych do tego celu. Trans-port można podzielić na trzy zasadnicze rodzaje: odstawę, przewóz i ciągnienie. Kryteriami podziału transportu mogą być również: nachylenie dróg transportowych, sposób przemieszczania, rodzaj środków transportowych czy miejsce transportu.

ODSTAWA Odstawa jest to transport odbywający się za pomocą przenoszenia lub przesuwa-

nia materiału, np.: przenośnikami taśmowymi lub zgrzebłowymi. Odstawa urobku może odbywać się albo bezpośrednio po spągu, albo po wyrównanej powierzchni

138

spągu (np. za pomocą blach), albo za pośrednictwem urządzeń przenoszących urobek. Odstawę można podzielić na: • bezprzenośnikową, czyli własnym ciężarem urobku; odstawa urobku własnym

ciężarem, odbywa się albo zsuwaniem zwykłym (w rynnach) albo śrubowym. • przenośnikową, czyli przenośnikami zgrzebłowymi, taśmowymi, stalowo-człono-

wymi i wibracyjnymi.

Główne przenośniki stosowane w kopalniach węgla kamiennego to przenośniki zgrzebłowe i taśmowe. Przenośniki zgrzebłowe w kopalniach węgla kamiennego są stosowane przede wszystkim do odstawy urobku w wyrobiskach ścianowych i przy-ścianowych. Przenośniki ścianowe, razem z maszynami urabiającymi i obudowami zmechanizowanymi, tworzą tzw. ścianowe kompleksy zmechanizowane. Przenośniki taśmowe są stosowane do odstawy z przodków eksploatacyjnych oraz z robót przygo-towawczych.

PRZEWÓZ Przewóz jest to transport, odbywający się wozami w wyrobiskach o nachyleniu

do 45°. Jest realizowany wzdłuż poziomej lub nachylonej trasy zaopatrzonej w tory (przewóz kołowy) albo bezpośrednio po spągu wyrobiska (kolejki spągowe, wozy oponowe). Transport w wyrobiskach poziomych i nachylonych może odbywać się również kolejkami podwieszanymi (linowymi bądź spalinowymi).

Wozy kopalniane służą do przewozu urobku, materiałów, ludzi lub do specjal-nych celów. Przetaczanie wozów po torach odbywa się przez popychanie ręczne (tylko na krótkie odległości do 100 m) lub mechaniczne, głównie za pomocą lin lub lokomotyw kopalnianych.

CIĄGNIENIE Ciągnienie to transport w wyrobiskach o nachyleniu powyżej 45°, odbywający się

w specjalnych naczyniach wyciągowych, takich jak klatki czy skipy. Do prowadzenia naczyń wydobywczych w szybach o nachyleniu powyżej 70° stosuje się ciągnienie przez wyciąg szybowy. Klatki są najbardziej uniwersalnymi naczyniami, służącymi do transportu ludzi, wozów z urobkiem lub kamieniem, materiałów, maszyn czy elemen-tów konstrukcji. Skipy służą głównie do transportu urobku w szybach.

5.1.1.5. Technologie wentylacyjne

Wentylacja, inaczej przewietrzanie kopalń, jest to całokształt działań związanych z planowanym dostarczaniem powietrza świeżego do wszystkich czynnych wyrobisk górniczych. Celem wentylacji kopalni jest zapewnianie odpowiedniego składu i ilości powietrza, utrzymywanie warunków klimatycznych, niezbędnych dla sprawnego funkcjonowania organizmu ludzkiego, rozrzedzanie i odprowadzanie wydzielających się z górotworu lub powstałych w podziemiach kopalni, szkodliwych gazów.

Sieć wentylacyjna kopalni stanowi zespół czynnych wyrobisk górniczych, który-mi płyną prądy powietrza. Sieć ta jest połączona z powierzchnią ziemi co najmniej dwoma szybami: wdechowym, którym dopływa powietrze świeże oraz wydechowym, którym odpływa powietrze zużyte (rys. 5.14).

139

Rys. 5.14. Schemat obiegowej wentylacji kopalni

Z szybów wdechowych powietrze rozdziela się na poszczególne poziomy, który-mi jest doprowadzane do wyrobisk eksploatacyjnych. Podstawowe elementy sieci wentylacyjnej stanowią: węzły, bocznice oraz niezbędne do utrzymania przepływu i regulacji powietrza urządzenia wentylacyjne, takie jak: wentylatory, tamy i mosty wentylacyjne.

Ruch powietrza w kopalni powstaje pod wpływem czynników naturalnych lub jest wymuszany za pomocą wentylatorów. W zależności od tego, wyróżniamy wenty-lację naturalną oraz mechaniczną. Podstawą wentylacji naturalnej jest różnica ciśnień (depresja naturalna), która powoduje przepływ powietrza. Głównymi czynnikami, powodującymi powstanie depresji naturalnej, jest różnica wysokości między wlotem szybu wdechowego a wylotem szybu wydechowego oraz ogrzanie powietrza kopal-nianego ciepłem ze skał, stąd często depresję tę nazywa się depresją cieplną. Wentyla-cja mechaniczna jest wynikiem różnicy ciśnień, która wywołuje przepływ powietrza przez pracę wentylatorów. W przypadku, gdy ich praca zwiększy ciśnienie w szybie wdechowym, czyli wytwarzając kompresję, spowoduje wtłaczanie powietrza do ko-palni, mamy do czynienia z wentylacją tłoczącą. Z kolei, przez obniżanie ciśnienia w szybie wydechowym, czyli wywoływanie depresji, następuje wyciąganie powietrza z kopalni, co nazywamy wentylacją ssącą.

W polskich kopalniach węgla kamiennego do wytworzenia głównego prądu powietrza stosuje się wyłącznie wentylację ssącą. Wentylację tłoczącą stosuje się w ograniczonym zakresie przy przewietrzaniu pojedynczych ślepych wyrobisk za po-mocą tzw. wentylacji odrębnej.

WENTYLACJA ODRĘBNA

Wyrobiska, które mają tylko jedno połączenie z drogami przepływu powietrza, na-zywa się wyrobiskami ślepymi. Przewietrza się je przez dyfuzję, za pomocą pomocni-czych urządzeń wentylacyjnych oraz za pomocą lutni wentylacyjnych. Wentylacja wyrobisk ślepych przy użyciu wentylatorów jest zaliczana do wentylacji odrębnej.

140

Najbardziej upowszechnionym sposobem przewietrzania długich wyrobisk śle-pych jest wentylacja lutniowa. Przepływ powietrza w lutniociągu uzyskuje się za po-mocą jednego lub więcej wentylatorów lutniowych zabudowanych na początku lutniociągu w świeżym prądzie powietrza. Przewietrzanie za pomocą lutniociągu mo-że być: tłoczące, ssące lub kombinowane.

WENTYLACJA TŁOCZĄCA Wentylacja tłocząca składa się z zasadniczego lutniociągu, do którego podłączony

jest wentylator po stronie tłoczącej w wyrobisku z opływowym prądem powietrza. Wentylacja tłocząca doprowadza większą ilość powietrza do przodka wyrobiska niż wentylacja ssąca. Wykorzystywana jest w kopalniach o dużym zagrożeniu metanowym.

WENTYLACJA SSĄCA Wentylacja ssąca składa się z zasadniczego lutniociągu ssącego, którym powie-

trze ze strefy przodkowej wyrobiska przepływa do prądu opływowego. Jej stosowanie jest korzystne przy zagrożeniu pożarowym, z uwagi na konieczność wycofywania załogi z drążonego wyrobiska korytarzowego i aktywne gaszenie pożaru. Jest także stosowana w niektórych kopalniach metanowych.

WENTYLACJA KOMBINOWANA Przy drążeniu wyrobiska kombajnem chodnikowym i stosowaniu wentylacji tło-

czącej konieczne jest stosowanie pomocniczego lutniociągu ssącego z urządzeniem odpylającym w strefie przodkowej. Rozwiązanie to nosi nazwę wentylacji kombino-wanej. Do wentylacji kombinowanej zalicza się również wentylację z zasadniczym lutniociągiem ssącym i dodatkowym lutniociągiem tłoczącym w strefie przodkowej.

WENTYLACJA OBIEGOWA

Jednym z elementów wentylacji obiegowej jest przewietrzanie wyrobisk ściano-wych. Ma ono na celu rozprowadzanie powietrza w ścianach w taki sposób, aby zmniejszyć możliwość powstania pożaru endogenicznego, ograniczyć dopływ metanu i ciepła do wyrobisk, skutecznie rozrzedzić powstające stężenie gazów i pyłów oraz odprowadzić ciepło wytwarzane w ścianach. Aktualnie stosowane układy rozcinki pozwalają na stosowanie systemów przewietrzania U, Z, Y i H w ścianach podłużnych oraz U, Y i W w ścianach poprzecznych (Musioł 2000; Szlązak 2001).

ŚCIANY PODŁUŻNE System przewietrzania U do pola jest stosowany przy prowadzeniu eksploatacji

do pola, z utrzymaniem obydwu chodników przyścianowych. Prowadzenie powietrza wzdłuż zrobów powoduje jego znaczne ucieczki, a wyparcie gromadzącego się w zro-bach metanu może, przy dużej jego ilości, spowodować wzrost zagrożenia metanowe-go. Przepływ powietrza przez zroby zwiększa także zagrożenie pożarowe.

System przewietrzania U od pola (rys. 5.15) jest związany z likwidacją chodni-ków przyścianowych i charakteryzuje się małymi stratami powietrza, gdyż powietrze opływa bezpośrednio zroby zawałowe tylko na długości ściany.

Układ ten stwarza lepsze warunki klimatyczne w ścianie i zmniejsza wypływ me-tanu ze zrobów zawałowych. Ograniczony przepływ powietrza przez zroby zmniejsza zagrożenie pożarowe.

141

Rys. 5.15. System przewietrzania U od pola

System przewietrzania Z do pola wymaga utrzymania chodnika podścianowego, w którym powietrze opływa zroby zawałowe. Przez wyparcie metanu stwarza to za-grożenie metanowe w górnym odcinku ściany. Układ ten nie jest korzystny również z uwagi na zagrożenie pożarowe, jak i warunki klimatyczne w ścianie.

System przewietrzania Z od pola (rys. 5.16) jest korzystny ze względu na mini-malizację zagrożenia metanowego, zapewnia także dobre warunki klimatyczne. Układ ten jest jednak niekorzystny z uwagi na zagrożenie pożarowe, gdyż powietrze, prze-pływając przez zroby, może doprowadzić do powstania pożaru.

Rys. 5.16. System przewietrzania Z od pola

System przewietrzania Y z rozprowadzaniem powietrza zużytego w dwóch kie-runkach (rys. 5.17) łączy w sobie zalety układów U i Z. Jest zatem korzystny przy dużym zagrożeniu metanowym, jak i z uwagi na warunki klimatyczne. Jednakże w przypadku zagrożenia pożarowego utrzymanie chodnika w zrobach stwarza ko-nieczność ich izolacji.

Rys. 5.17. System przewietrzania Y z rozprowadzaniem powietrza świeżego

w dwóch kierunkach

System przewietrzania Y z doświeżaniem chodnikiem nadścianowym jest wyko-rzystywany w warunkach dużego zagrożenia metanowego, gdyż metan, wynoszony ze zrobów do przylegającego chodnika nadścianowego, może być rozrzedzony zwiększoną ilością powietrza. System ten jest korzystny także z uwagi na zagrożenie klimatyczne.

142

System przewietrzania H charakteryzując się silnym przewietrzaniem zrobów zawałowych na całym wybiegu ściany. Stwarza to dobre warunki do łatwego odpro-wadzania gromadzącego się w zrobach metanu do chodnika nadścianowego oraz zapewnia korzystne warunki klimatyczne w ścianie. Intensywne przewietrzanie zro-bów zawałowych powoduje jednak wzrost zagrożenia pożarowego.

ŚCIANY POPRZECZNE W ścianach poprzecznych, w zależności od kierunku wybierania, mogą być wy-

korzystane systemy przewietrzania U oraz Y. Ściany w systemie poprzecznym można wybierać także jako ściany bliźniacze, przewietrzane szeregowo z doświeżaniem po-wietrza dopływającego pochylnią pośrednią oraz przewietrzane niezależnie świeżym powietrzem przy wspólnym odprowadzaniu zużytego powietrza pochylnią między-ścianową. Taki system przewietrzania umownie nazwano systemem W.

W przewietrzaniu ścian w ostatnich latach nastąpił zdecydowany odwrót od przewietrzania systemem U do pola. Coraz częściej jest stosowany system U od pola, którym są przewietrzane wszystkie wysoko wydajne ściany. Upowszechniane są także różne odmiany systemu Y. Systemami Z i H jest przewietrzana niewielka liczba ścian, a wybór tego drugiego jest uwarunkowany zagrożeniem metanowym.

5.1.1.6. Technologie odwadniania

W każdej z kopalń występuje zagrożenie wodne, które może być spowodowane występowaniem zbiorników i cieków wodnych na powierzchni oraz dole kopalni, poziomów i uskoków wodonośnych bądź możliwością wdarcia się do wyrobisk kurzawki. Dlatego w kopalniach stosuje się odpowiednią technologię odwadniania, mającą na celu ujęcie wody w miejscu jej wypływu i odprowadzenie na powierzchnię do ścieków powierzchniowych, które z kolei odprowadzają ją poza obszar górniczy kopalni. System odwadniania kopalni składa się z następujących elementów: • odwadnianie przodków, • odwadnianie oddziałowe, • system ścieków, • zbiorniki wodne i komory pomp wraz z odpowiednią siecią rurociągów.

ODWADNIANIE PRZODKÓW

Odwadnianie przodków polega na usuwaniu wody z przodków lub pojedynczych wyrobisk do ścieków, bądź też do innych dróg wodnych, którymi woda spływa do zbiorników wodnych oddziałowych lub przyszybowych. W odwadnianiu stosuje się lekkie pompy przenośne lub stałe o napędzie elektrycznym lub pneumatycznym.

ODWADNIANIE ODDZIAŁOWE Odwadnianie oddziałowe ma na celu usuwanie wody z pól oddziałowych, z któ-

rych woda nie może samoczynnie spływać do zbiorników głównego odwadniania pod szybem. W odwadnianiu oddziałowym stosuje się stałe pompy wirnikowe elektryczne.

143

SYSTEM ŚCIEKÓW Ścieki zakłada się w głównych wyrobiskach korytarzowych poziomu wydobyw-

czego kopalni (przekopy, przecznice, chodniki główne, pochylnie). Wyrobiska te, a także wykonane w nich ścieki, są pochylone w kierunku podszybia, przeważnie 3–5‰, dzięki czemu woda spływa samoczynnie. Wyrobiskami tymi odprowadza się wodę aż do zbiorników wodnych przy komorze pomp.

ZBIORNIKI WODNE I KOMORA POMP W celu ujęcia wody doprowadzonej ściekami w rejon szybu oraz oczyszczenia jej

z mechanicznych zanieczyszczeń przed wypompowaniem na powierzchnię, wykonuje się w pobliżu szybu zbiorniki w postaci chodników wodnych, spełniających również zadanie osadników. Z chodników wodnych woda dopływa pod pompy ustawione w komorze pomp. Komory pomp głównego odwadniania na poziomach oraz w głów-nych upadowych powinny być wyposażone w odpowiednią liczbę pomp. Urządzenia głównego odwadniania powinny mieć rurociągi tłoczne o przepustowości nie mniej-szej niż wydajność wszystkich zainstalowanych pomp.

5.1.1.7. Technologie profilaktyki zagrożeń naturalnych

Polskie górnictwo węgla kamiennego należy do nielicznych w świecie, w którym podziemnej eksploatacji towarzyszą wszystkie typowe zagrożenia naturalne i skala ich występowania z roku na rok jest coraz większa. Dotyczy to zwłaszcza zagrożeń zwią-zanych z emisją metanu, wybuchem pyłu węglowego, skłonnością węgla do samoza-palenia, warunkami klimatycznymi, sejsmicznością górotworu, czy skłonnością do wyrzutów metanu i węgla.

Ponieważ prowadzenie eksploatacji jest uwarunkowane potrzebą stworzenia bez-piecznych warunków pracy, istotnym obszarem technologii górniczych jest profilak-tyka zagrożeń naturalnych. Na każdą profilaktykę składa się prognoza, monitorowanie i zwalczanie zagrożeń. Sposoby monitorowania zagrożeń naturalnych omówiono w rozdziale dotyczącym infrastruktury systemowej.

ZAGROŻENIE METANOWE Profilaktyka metanowa obejmuje zarówno metody rozpoznawania i kontroli

zagrożenia metanowego, jak i środki oraz sposoby zwalczania wybuchowych nagro-madzeń metanu w wyrobiskach górniczych. W profilaktyce tej dominującą rolę od-grywają następujące sposoby (Szlązak, Borowski, Obracaj 2008): • właściwa rozcinka pokładu i zgodny z technologią sposób urabiania, • skuteczna wentylacja, zapobiegająca tworzeniu się lontów metanowych lub lokal-

nych nagromadzeń metanu, • odmetanowanie złóż węgla otworami drenażowymi odwierconymi z wyrobisk

podziemnych lub z powierzchni, • kontrola metanometryczna zawartości metanu w powietrzu kopalnianym i automa-

tyczne wyłączanie napięcia w przypadku przekroczenia dopuszczalnych stężeń, • stosowanie pomocniczych urządzeń wentylacyjnych w miejscach o zmniejszonej

intensywności przewietrzania i tworzenia się lokalnych nagromadzeń metanu.

144

Istotne przy zagrożeniu metanowym jest przestrzeganie zasad eksploatacji co do porządku, czy kierunku wybierania oraz stosowanie korzystnych systemów przewie-trzania.

ZAGROŻENIE WYBUCHEM PYŁU WĘGLOWEGO Całość zabezpieczeń przeciw wybuchom pyłu węglowego można usystematyzo-

wać w tzw. podstawowe cztery linie obrony (Firanek, Klebanow i in. 1983): • Zwalczanie zapylenia w miejscu powstania, polegające na ograniczaniu tworzenia

się pyłu i usuwaniu go z miejsc zalegania w wyrobiskach górniczych; linia ta po-lega na: - stosowaniu właściwych technologii urabiania kombajnami, - stosowaniu właściwej techniki strzelniczej, - stosowaniu wysokociśnieniowego nawadniania calizny węglowej, - właściwym doborze środków odstawy i przewozu oraz ich zraszaniu i odpylaniu, - systematycznym usuwaniu pyłu w miejscach jego powstania.

• Zwalczanie zapoczątkowania wybuchu, polegające na zapobieganiu powstawaniu inicjałów wybuchu, takich jak zapłon metanu i roboty strzelnicze.

• Przeciwdziałanie rozwojowi wybuchu przez neutralizację zalegającego w wyrobi-sku pyłu niepalnymi materiałami pylastymi, najkorzystniej pyłem kamiennym oraz zapobieganie lotności pyłu przez użycie wody. Pył kamienny lub woda mogą być poza 200-metrowymi strefami, począwszy od miejsca potencjalnego zapo-czątkowania wybuchu, zastąpione środkami chemicznymi.

• Ograniczanie zasięgu wybuchu przez wykonywanie w wyrobiskach zapór prze-ciwwybuchowych pyłowych lub wodnych, uruchamianych falą uderzeniową wy-buchu, w celu wytłumienia płomienia wybuchu i ograniczenia tym samym jego zasięgu.

ZAGROŻENIE POŻAROWE W najbardziej zagrożonych pożarami endogenicznymi polach ścian zawałowych

są stosowane następujące metody prewencji pożarowej (Konopko i in. 2006): • czyste wybieranie przez odpowiednią rozcinkę złoża i ograniczanie strat węgla

w polach wybierkowych, • racjonalne rozprowadzanie powietrza, zapobiegające jego przepływowi przez zro-

by i spękane filary węglowe, • przemulanie zrobów zawałowych mieszaninami wodno-popiołowymi w celu ich

uszczelniania i rekonsolidacji, • uszczelnianie oraz izolacja wyrobisk i zrobów ścian, • obniżanie aktywności chemicznej węgla za pomocą antypirogenów, • duży postęp ściany i niewielki czas jej likwidacji, • inertyzacja zrobów zawałowych przez podawanie azotu i dwutlenku węgla.

Należy zwrócić uwagę, że skuteczne zwalczanie zagrożenia pożarowego zapew-nia nie tylko stosowanie odpowiedniej profilaktyki pożarowej, ale także dobór naj-mniej kolizyjnej profilaktyki zagrożeń współwystępujących, zwłaszcza zagrożenia metanowego.

145

ZAGROŻENIE KLIMATYCZNE Podstawowym sposobem zwalczania zagrożenia klimatycznego jest doprowadza-

nie dużych ilości powietrza do kopalń, rejonów eksploatacji i wyrobisk, a w przypad-kach, gdy same metody wentylacyjne są niewystarczające, stosuje się schładzanie powietrza za pomocą odpowiednich systemów klimatyzacji: lokalnej, grupowej i cen-tralnej (Szlązak, Borowski, Obracaj 2007). • Klimatyzacja lokalna wykorzystuje indywidualne urządzenia chłodnicze o działa-

niu pośrednim lub bezpośrednim (obecnie częściej stosowane w polskich kopal-niach). Moc chłodnicza takich urządzeń nie przekracza 300 kW.

• Klimatyzacja grupowa polega na stosowaniu stacjonarnych agregatów chłodni-czych dostarczających wodę schłodzoną do kilku chłodnic powietrza zlokalizowa-nych w jednym lub kilku wyrobiskach. Moc chłodnicza tych agregatów wynosi od 1000 do 3000 kW.

• Klimatyzacja centralna jest związana z lokalizacją urządzeń odbierających ciepło skraplania na powierzchni i lokalizacją agregatów chłodniczych na powierzchni, pod ziemią lub na powierzchni i pod ziemią. Stosuje się ją, gdy zapotrzebowanie na moc chłodniczą przekracza 5000 kW.

W polskich kopalniach węgla kamiennego działają obecnie dwa układy klimaty-zacji centralnej (kopalnie „Pniówek” i „Budryk”) oraz dwa układy klimatyzacji gru-powej (kopalnie „Borynia„ „Jas-Mos” i Zofiówka”), a kilka jest w trakcie wdrażania (m.in. kopalnie „Krupiński” i „Rydułtowy-Anna”).

Profilaktyka zagrożenia klimatycznego powinna również obejmować optymalne projektowanie rozcinki i odpowiednie usprzętowienie wyrobisk.

ZAGROŻENIE TĄPANIAMI Profilaktyka tąpaniowa obejmuje (Zorychta, Burtan, Chlebowski 2003):

• opracowywanie prognozy normatywnej charakteryzującej skalę zagrożenia tąpa-niami,

• opracowywanie projektu eksploatacji, którego integralną częścią są wymogi profi-laktyki długofalowej, w tym zachowanie kolejności wybierania, optymalizacji rozcięcia czy prowadzenie eksploatacji odprężającej,

• prowadzenie bieżącej kontroli stanu zagrożenia, uwzględniające równoczesne sto-sowanie kilku metod badawczych oraz kompleksową interpretację ich wskazań,

• stosowanie aktywnych metod profilaktyki, jak (Dubiński, Konopko 2000): - - nawadnianie węgla i skał w wersji nisko- i wysokociśnieniowej, - - rozwiercanie calizny węglowej, - - strzelania wstrząsowe w pokładzie, - - strzelania torpedujące w stropie pokładu, - - ukierunkowane szczelinowanie skał w wersji hydraulicznej (UHS) i strzelniczej

(USS).

Strzelania wstrząsowe i strzelania torpedujące stanowią najszerzej stosowane me-tody zwalczania zagrożenia tąpaniami, a metoda rozwiercania calizny węglowej nie jest obecnie stosowana w polskim górnictwie węglowym.

146

ZAGROŻENIE WYRZUTAMI GAZÓW I SKAŁ W kopalniach, w których są prowadzone roboty w warunkach zagrożenia wyrzu-

tami gazów i skał, przyjęto dwie linie obrony przed tym zagrożeniem (Tor 2007): • pierwsza polega na intensyfikacji rozpoznania górotworu wierceniami wyprzedza-

jącymi i badaniach stanu zagrożenia przed czołem przodku, • druga charakteryzuje się tym, że ogranicza się liczbę osób mogących jednocześnie

w niej przebywać, przez wprowadzenie stref szczególnego zagrożenia wyrzutami metanu i skał oraz do wdrożenia zdalnego sterowania kombajnami chodnikowymi.

WSPÓŁWYSTĘPOWANIE ZAGROŻEŃ NATURALNYCH Przy prowadzeniu robót górniczych w warunkach, gdy występuje kilka zagrożeń

naturalnych i mogą one wzajemnie na siebie oddziaływać, należy liczyć się z intensy-fikacją ich wystąpienia. Dotyczy to zwłaszcza zagrożenia metanowego, pożarowego i tąpaniami. Pewne znaczenie ma również zagrożenie pyłowe i klimatyczne.

Ze względu na to, że skutki stosowania indywidualnych, skutecznych dla danego zagrożenia, metod profilaktyki, często negatywnie wpływają na inne współwystępują-ce zagrożenia, w doborze profilaktyki skojarzonych ze sobą zagrożeń naturalnych, istotne znaczenie ma ich możliwie najmniejsza kolizyjność. W sytuacji współwystę-powania zagrożeń naturalnych, ważną kwestią jest określenie wspólnych zasad pro-wadzenia eksploatacji. Dla tego typu sytuacji nie ma obecnie jednolitych reguł postępowania, a jedyną możliwą do zaakceptowania zasadą, jest przeprowadzenie gradacji współwystępujących zagrożeń i dążenie do minimalizacji wielkości zagroże-nia wiodącego.

5.1.1.8. Wstępna ocena stanu technologii eksploatacyjnych

W oparciu o dokonaną identyfikację i przegląd technologii górniczych, można przeprowadzić ich wstępną ocenę.

Do powszechnie stosowanych technologii udostępniających należy zaliczyć udostępnianie szybami pionowymi z zastosowaniem struktury złożowej. Szyby są wykorzystywane do udostępniania złóż zalegających na dużych głębokościach. Należy jednak zwrócić uwagę, że w przypadku złóż zalegających na mniejszych głę-bokościach, znaczne korzyści może przynieść ich udostępnianie za pomocą upado-wych z powierzchni.

Wśród systemów eksploatacji, w polskim górnictwie węgla kamiennego należy wyróżnić powszechnie stosowane systemy ścianowe oraz rzadziej wykorzystywane systemy krótkofrontowe czy specjalne. Dotychczas najbardziej rozpowszechniony jest system ścianowy podłużny z zawałem stropu. W dużo mniejszym stopniu, z uwagi na koszty, jest wykorzystywany system ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrau-liczną, który znajduje zastosowanie przy wybieraniu pokładów grubych na warstwy lub w warunkach związanych z ochroną powierzchni. Sporadycznie są wykorzysty-wane również systemy ubierkowe oraz chodnikowe.

W przypadku sposobów urabiania, powszechnie są stosowane kombajny chodni-kowe w technologiach udostępniających i przygotowawczych oraz kombajny ścianowe w ścianowych systemach eksploatacji. Intensywny w ostatnich latach technologiczny

147

rozwój tej grupy maszyn sprawia, że w dalszym ciągu będą one stanowić podstawowy środek techniczny do realizacji urabiania w pokładach węgla. Należy spodziewać się także stosowania innych maszyn urabiających: głównie strugów węglowych, wykorzy-stywanych do urabiania w pokładach cienkich oraz kombajnów wąskoprzodkowych, wszędzie tam, gdzie warunki naturalne, techniczne i organizacyjne, nie pozwolą na za-stosowanie kombajnów ścianowych.

Z oceny sposobów obudowy wyrobisk górniczych wynika, że podstawową obu-dową, stosowaną w wyrobiskach udostępniających i przygotowawczych, jest stalowa obudowa łukowa podatna. W trudnych warunkach górniczo-geologicznych może być stosowana obudowa zamknięta, a w przypadku bardzo dobrych parametrów wy-trzymałościowych skał stropowych – obudowa kotwowa czy podporowo-kotwowa. Z kolei w wyrobiskach eksploatacyjnych, powszechnie są stosowane obudowy zme-chanizowane, głównie podporowo-osłonowe w ścianowych systemach eksploatacji. Pewne znaczenie mają także obudowy podporowe stalowe, kotwowe i podporowo-kotwowe, wykorzystywane w systemach krótkofrontowych.

Z uwagi na proces wybierania, istotne znaczenie ma technologia przewietrzania wyrobisk eksploatacyjnych, w szczególności pod względem możliwości zwalczania zagrożenia metanowego, pożarowego i klimatycznego.

Prowadzenie eksploatacji w warunkach występowania zagrożeń naturalnych stwarza konieczność monitorowania i zwalczania tych zagrożeń. Intensyfikacja wy-stępowania takich zagrożeń naturalnych, jak: wstrząsami i tąpaniami, metanowe, pożarami, klimatyczne oraz wyrzutami gazów i skał, powoduje, że monitoring i pro-filaktyka tych zagrożeń naturalnych stanowią technologie priorytetowe.

5 . 1 . 2 . T e c h n o l o g i e w m e c h a n i z a c j i p r o c e s ó w e k s p l o a t a c j i

Stosowanie technologii eksploatacji jest związane z wykorzystaniem odpowied-nich maszyn i urządzeń mechanicznych, także w wielu procesach technologicznych zarówno tych podstawowych, jak i pomocniczych.

Przeprowadzona analiza aktualnie stosowanych w górnictwie węgla kamiennego technologii mechanizacyjnych dotyczy podstawowych i pomocniczych technologii górniczych, zaprezentowanych w podrozdziale 5.1.1.

Przegląd technik i technologii mechanizacyjnych przeprowadzono dla wyrobisk korytarzowych i eksploatacyjnych. Wśród technologii mechanizacyjnych, dotyczą-cych wyrobisk korytarzowych, można wyróżnić: • mechanizację technologii udostępniających i przygotowawczych, • mechanizację technologii pomocniczych.

W związku z tym, że roboty udostępniające i przygotowawcze są prowadzone w oparciu o cykliczne procesy technologiczne, takie jak urabianie, ładowanie urobku i montaż obudowy, przedstawiono sposoby mechanizacji tych czynności. Zagadnienia związane z mechanizacją technologii pomocniczych w robotach udostępniających i przygotowawczych obejmowały:

148

• transport pionowy i poziomy, • wentylację, • odwadnianie, • odpylanie.

W przypadku technologii mechanizacyjnych stosowanych w wyrobiskach ścia-nowych, omówiono takie elementy technologiczne, jak urabianie, odstawa i obudowa, które scharakteryzowano dla systemów z zawałem stropu i z podsadzką hydrauliczną.

Z uwagi na specyfikę wyposażenia i uwarunkowania geologiczno-górnicze, sys-temy mechanizacyjne pod względem wysokości ścian, można podzielić na przezna-czone do ścian (Jaszczuk 2007; Sikora 2008): • niskich – H ≤ 1,5 m, • średnich – 1,5 m < H < 2,5 m, • wysokich – H ≥ 2,5 m.

5.1.2.1. Mechanizacja technologii udostępniających i przygotowawczych

DRĄŻENIE WYROBISK KORYTARZOWYCH

Obecnie do drążenia wyrobisk korytarzowych stosuje się (Sikora 2000; Kotwica 2007): • urabianie za pomocą materiałów wybuchowych, • urabianie za pomocą kombajnów chodnikowych.

DRĄŻENIE ZA POMOCĄ MATERIAŁÓW WYBUCHOWYCH Urabianie przodków wyrobisk korytarzowych z wykorzystaniem MW polega na

wierceniu w czole przodka otworów strzałowych, zgodnie z metryką strzałową, wier-tarkami udarowymi pneumatycznymi lub elektrycznymi. Wiercenie jest wykonywane ręcznie, z rozpory lub z podpory pneumatycznej, bądź wiertarkami zamocowanymi na wysięgnikach, najczęściej wozów wiertniczych (rys 5.18). System ten jest stosowany głównie przy drążeniu wyrobisk kamiennych i kamienno-węglowych, kiedy zwięzłość i wytrzymałość na ściskanie urabianej skały są bardzo duże. Przekrój poprzeczny wy-robiska wynosi 17,57–25,0 m2, natomiast postęp dobowy, w zależności od warunków górniczo-geologicznych i własności fizykomechaniczych skał oraz organizacji prac, od 1,0 do 8,0 m/dobę.

Rys. 5.18. Schemat drążenia wyrobiska korytarzowego za pomocą MW

z wierceniem wozami wiertniczymi

Metody wiercenia i urabiania materiałem wybuchowym, stosowane w górnictwie światowym, nie różnią się wiele od metod wykorzystywanych w górnictwie polskim. Ich podstawową cechą jest wykorzystywanie w większym stopniu wozów wiertni-czych, mechanizujących proces wiercenia otworów strzałowych.

149

DRĄŻENIE ZA POMOCĄ KOMBAJNÓW CHODNIKOWYCH Urabianie mechaniczne przodków wyrobisk korytarzowych z wykorzystaniem

kombajnów chodnikowych ramionowych polega na oddziaływaniu narzędziami ura-biającymi, zabudowanymi na organie urabiającym, zamocowanym na ramieniu, na caliznę skalną (rys. 5.19). System ten jest stosowany głównie przy drążeniu chodni-ków węglowych i kamienno-węglowych, bardzo rzadko kamiennych, w których zale-gają skały o wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie nieprzekraczającej 80–100 MPa, sporadycznie 140 MPa, przy dużych wytrzymałościach skał, przed właściwym urabia-niem kombajnem, można stosować wstrząsowe strzelania rozluzowywujące (z wyko-rzystaniem MW).

Rys. 5.19. Schemat drążenia wyrobiska korytarzowego kombajnem chodnikowym

Przekrój poprzeczny wyrobiska wykonywanego w tej technologii wynosi 15,0–22,5 m2, jego maksymalne nachylenie podłużne – do 22°, w zależności od typu kombajnu, natomiast postęp dobowy, który zależy od własności fizykomechanicznych skał, może dochodzić do 16,5 m/dobę.

Obecnie, ponad 92% wyrobisk korytarzowych w polskim górnictwie węglowym jest urabianych z wykorzystaniem technologii mechanicznych, z zastosowaniem kom-bajnów chodnikowych ramionowych urabiających punktowo.

Choć podstawowym zadaniem kombajnów chodnikowych jest drążenie koryta-rzowych wyrobisk udostępniających i przygotowawczych, to mogą one również pełnić rolę maszyn eksploatacyjnych w krótkofrontowych systemach eksploatacji. Przykła-dem są, przeznaczone do drążenia wyrobisk korytarzowych o przekroju prostokątnym, kombajny continuous miner, które znajdują zastosowanie w systemach komorowych i komorowo-filarowych.

TECHNOLOGIE UDOSTĘPNIAJĄCE

W technologiach udostępniających, przy drążeniu wyrobisk korytarzowych kamiennych, w zależności od wytrzymałości urabianych skał, są wykorzystywane obydwie metody urabiania. Poszczególne procesy technologiczne, wraz z wykazem maszyn i urządzeń dla drążenia wyrobisk udostępniających, przedstawiono +w tabeli 5.3.

TECHNOLOGIE PRZYGOTOWAWCZE

W technologiach przygotowawczych, przy drążeniu wyrobisk korytarzowych węglowych czy kamienno-węglowych, jest wykorzystywana mechaniczna metoda urabiania przy pomocy kombajnów chodnikowych. Maszyny i urządzenia wykorzy-stywane przy drążeniu wyrobisk przygotowawczych, przedstawiono w tabeli 5.4.

150

Tabela 5.3. Wykaz maszyn i urządzeń do mechanizacji technologii udostępniających Technologie udostępniające – wyrobiska korytarzowe

I. UrabianieIa. Strzelanie MW II. Ładowanie III. Montaż obudowy 1. Wiertarki (udarowe, obrotowe, udarowo-obrotowe) IIa. Ładowanie ręczne – brak mechanizacji IIIa. Obudowa łukowa podporowa

1.1. Wiercenie ręczne IIb. Ładowanie mechaniczne 1. Brak mechanizacji – montaż ręczny

1.2. Wiercenie z podpory 1. Ładowarka bocznie sypiącaz wysięgnikiem teleskopowym 2. Montaż mechaniczny

1.3. Wiercenie z rozpory 2. Ładowarka bocznie sypiąca 2.1. Wysięgnik podwieszany

1.4. Wiercenie z wysięgnika 3. Ładowarka zgarniakowa 2.2. Kombajn chodnikowy ramionowy z podnośnikiem stropnic i podestem roboczym

1.4.1. Wysięgnik podwieszany 2.3. Kombajn chodnikowy ramionowy z podnośnikiem stropnic

1.4.2. Wysięgnik na wozie wiertniczym 2.4. Ładowarka bocznie wysypująca z podestem roboczym

Ib. Urabianie mechaniczne IIIb. Obudowa murowa, drewniana, stalo-wa, prostokątna

1. Kombajn chodnikowy ramionowy 1. Brak mechanizacji – montaż ręczny 1.1. Organ urabiający poprzeczny IIIc. Obudowa powłokowa 1.2. Organ urabiający podłużny 1. Torkretownica Ic. Urabianie mechaniczne + strzelanie MW IIId. Obudowa kotwiowa

1. Kombajn chodnikowy ramionowy 1. Kotwiarka ręczna 1.1. Wiercenie ręczne 2. Wóz wiercąco-kotwiący 1.2. Wiercenie z wysięgnika IIIe. Obudowa mieszana

1. Kotwiarka + wysięgnik podwieszany obudowy ŁP

2. Wysięgnik podwieszany obudowy ŁP + torkretownica

3. Kotwiarka + torkretownica

Tabela 5.4. Wykaz maszyn i urządzeń do mechanizacji technologii przygotowawczych Technologie przygotowawcze – wyrobiska korytarzowe

I. UrabianieIa. Urabianie mechaniczne II. Ładowanie III. Montaż obudowy1. Kombajn chodnikowy ramionowy IIa. Ładowanie ręczne – brak mechanizacji IIIa. Obudowa łukowa podporowaIb. Urabianie mechaniczne + strzelanie MW IIb. Ładowanie mechaniczne 1. Brak mechanizacji – montaż ręczny

1.Kombajn chodnikowy ramionowy 1. Ładowarka bocznie sypiącaz wysięgnikiem teleskopowym 2. Montaż mechaniczny

1.1. Wiercenie ręczne 2. Ładowarka bocznie sypiąca 2.1. Wysięgnik podwieszany

1.2. Wiercenie z wysięgnika 2.2. Kombajn chodnikowy ramionowy z podnośnikiem stropnic i podestem roboczym

2.3. Kombajn chodnikowy ramionowy z podnośnikiem stropnic

2.4. Ładowarka bocznie wysypująca z podestem roboczym

IIIb. Obudowa kotwiowa 1. Kotwiarka ręczna 2. Wóz wiercąco-kotwiący IIIc. Obudowa mieszana

1. Kotwiarka + wysięgnik podwieszany obudowy ŁP

2. Wysięgnik podwieszany obudowy ŁP + torkretownica

3. Kotwiarka + torkretownica

151

5.1.2.2. Mechanizacja technologii eksploatacyjnych

Podstawowym systemem eksploatacji w górnictwie węgla kamiennego w Polsce jest system ścianowy. W zależności od warunków zalegania pokładu, występujących zagrożeń i wymogów ochrony powierzchni są stosowane ściany podłużne lub po-przeczne z zawałem stropu lub ściany poprzeczne z podsadzką hydrauliczną. We wszystkich ścianach stosowane jest wyposażenie standardowe, które zapewnia pełną mechanizację wszystkich operacji technologicznych, realizowanych w przodku ścianowym, obejmujących: urabianie calizny węglowej, załadunek urobku na przeno-śnik ścianowy, odtransportowanie urobku i zabezpieczenie wyrobiska. Wszystkie ma-szyny urabiające, stosowane w ścianach prawie poziomych i słabo nachylonych, realizują dwie operacje technologiczne: urabianie oraz ładowanie odspojonego od calizny urobku na przenośnik ścianowy. Rozwiązanie konstrukcyjne maszyny urabia-jącej wynika z realizowanej technologii skrawania, jaką może być struganie lub fre-zowanie.

STRUGOWY SYSTEM MECHANIZACYJNY

W strugach statycznych noże urabiające są umieszczone na głowicy struga, która jest przemieszczana wzdłuż czoła ściany za pomocą łańcucha o obiegu zamkniętym. Zarówno prowadzenie głowicy, jak i docisk do czoła ściany, są realizowane przez przenośnik ścianowy, stanowiący integralną część zespołu strugowego. Napędowy układ łańcuchowy głowicy strugowej ogranicza stosowanie struga zarówno w odnie-sieniu do urabialności węgla zalegającego w pokładzie, jak i wysokości ściany. Mogą one być stosowane do urabiania węgli, których wskaźnik strugalności jest mniejszy niż 4 kN, w ścianach o wysokości od 0,6 do 2,5 m, przy czym zakres wysokości pracy poszczególnych rozwiązań technicznych zależy głównie od zastosowanego prowadze-nia głowicy strugowej. Dla przykładu, strug z prowadzeniem ślizgowym o wysokości 505 mm może być stosowany w ścianach o wysokości 0,9–1,2 m (rys. 5.20). Ściany niższe są urabiane przez strugi z prowadzeniem mieczowym.

Rys. 5.20. Strug ślizgowy

152

KOMBAJNOWY SYSTEM MECHANIZACYJNY

Frezowanie jest dominującą technologią urabiania w przodkach ścianowych za-równo w polskim, jak i światowym górnictwie węgla kamiennego. Wynika to z faktu, że zakres stosowania kombajnów ścianowych jest większy od strugów. Rozwiązania techniczne i moc produkowanych obecnie kombajnów, umożliwiają urabianie ścian o wysokości od 1,2 do 5,5 m, a specjalnie wykonanym kombajnem nawet do 6,5 m. Jedyne ograniczenie, związane z ich stosowaniem, stanowi minimalna wysokość ścia-ny, wynosząca obecnie około 1 m. Ze względu na osobny napęd poszczególnych pod-stawowych zespołów roboczych kombajnu (organy urabiające, ciągnik) oraz sposób przenoszenia napędu na elementy robocze, praktycznie nie istnieje ograniczenie zwią-zane z urabialnością węgla zalegającego w pokładzie (rys. 5.21).

Rys. 5.21. Kombajn ścianowy – główne podzespoły (źródło: www.famur.com.pl)

PRZENOŚNIKI ŚCIANOWE Przenośnik jest elementem ścianowego systemu transportowego, w skład którego

wchodzą następujące urządzenia: przenośnik ścianowy, przenośnik podścianowy, kru-szarka ścianowa lub podścianowa i urządzenie najazdowe. Jako przenośniki ścianowe są stosowane obecnie wyłącznie przenośniki zgrzebłowe. Przenośnik układany jest na spągu wyrobiska wzdłuż frontu ścianowego. Przenośnik ścianowy wśród wielu funkcji technologicznych stanowi tor jezdny dla maszyny urabiającej, transportuje urobiony węgiel oraz umożliwia przesuwanie sekcji obudowy zmechanizowanej.

Przenośniki charakteryzują się wydajnościami godzinowymi: 1300, 1750, 2200 i 3000 t/h, a ich maksymalna długość wynosi do 450 m.

OBUDOWA ZMECHANIZOWANA Podstawową funkcją obudowy zmechanizowanej jest zabezpieczenie przestrzeni

roboczej po wybraniu części pokładu w trakcie procesu eksploatacji. Ochrona prze-strzeni roboczej obejmuje głównie przeciwdziałanie opadowi, względnie zawałowi, skał stropowych. W skład kompletu obudowy ścianowej wchodzą: sekcje liniowe,

153

sekcje skrajne, sekcje na skrzyżowaniu ściany z chodnikiem, stacje zasilające, układy zasilania, a w przypadku stosowania podsadzki, także tamy podsadzkowe. Ze względu na sposób pracy sekcji, obudowę zmechanizowaną dzieli się na podporową, osłonową i podporowo-osłonową. Każda sekcja składa się z: podpór hydraulicznych, stropnicy, spągnicy, osłony odzawałowej oraz układu sterowania.

W polskich kopalniach można wyróżnić ponad 60 typów obudowy zmechanizo-wanej o wysokości od 0,8 do 4,7 m. Obudowa dla najniższych wysokości wynosi od 0,8 do 2,2 m, dla najwyższych – od 2,4 do 4,7 m. Istnieje również wiele odmian po-średnich.

WYPOSAŻENIE TECHNICZNE ŚCIAN NISKICH

Zakres stosowania poszczególnych maszyn urabiających umożliwia mechanizację wszystkich operacji technologicznych, przy czym wysokość ściany i urabialność wę-gla w pokładzie, są czynnikami decydującymi o możliwości zastosowania określonej maszyny urabiającej. W ścianach o wysokości poniżej 1 m powinny być stosowane strugi węglowe, pod warunkiem, że wskaźnik strugalności węgla nie przekracza 4 kN. W zakresie wysokości ścian 0,6–0,9 m stosuje się strugi z prowadzeniem mieczowym, w ścianach wyższych strugi z prowadzeniem ślizgowym. Zastosowanie kombajnu ścianowego w ścianach niższych od 1,1 m powoduje konieczność urabiania skał stro-powych lub spągowych, co sprawia, że występuje duże zanieczyszczenie urobku skałą płonną.

Obecnie, w ścianach niskich w Polsce są stosowane głównie kombajny ścianowe, umożliwiające wydobycie w wysokości około 3000 t/d; możliwe jest osiągnięcie na-wet 4500 t/d. Przy zastosowaniu strugów w Czechach osiąga się wydobycie około 5000 t/d, a w Chinach około 8000 t/d. Najlepszy wynik w ścianie strugowej uzyskano w USA (średnio 16 000 t/d, maksymalnie 20 000 t/d).

WYPOSAŻENIE TECHNICZNE ŚCIAN ŚREDNICH

W zakresie wysokości ścian średnich występuje najmniej czynników ograniczają-cych możliwość uzyskania wysokiej koncentracji wydobycia, stąd też dla tej grupy ścian istnieje wiele rozwiązań mechanizacyjnych.

Stosowanie strugów jest ograniczone, przede wszystkim ze względu na urabialność węgla i występowanie trudno urabialnych przerostów. Stosowane są kombajny elek-tryczne o sumarycznej mocy 485–935 kW oraz hydrauliczne o mocy 500–685 kW. Wydajność teoretyczna kombajnu dla ścian średnich wynosi około 1700 t/h, a wydaj-ność eksploatacyjna, w zależności od przebiegu cyklu eksploatacyjnego 1200–1500 t/h. Do takiej wydajności kombajnu ścianowego są dostosowane zestawy przenośników: ścianowego i podścianowego. Produkowane w kraju przenośniki ścianowe mogą być wyposażone w napędy o łącznej mocy 1200 kW, co pozwala na ich stosowanie w ścianach o długości do 350 m.

W zakresie obudowy zmechanizowanej, polscy producenci oferują sekcje obudo-wy osłonowej, przystosowane do szerokości zabioru do 0,86 m, o podporności sekcji w granicach 0,75–1,12 MPa i podziałce 1,5 lub 1,75 m. Ze względu na rozwiązania

154

konstrukcyjne w położeniu wyjściowym, sekcje są odsunięte od przenośnika, względ-nie dosunięte do przenośnika przy wyposażeniu w zespół stropnicy wysuwnej.

W ścianach średnich uzyskuje się najlepsze wyniki produkcyjne. W polskim górnictwie węgla kamiennego uzyskano wydobycie dobowe w wysokości około 16 000 t/d, maksymalnie około 20 000 t/d. W górnictwie światowym uzyskuje się wy-dobycie do 30 000 t/d.

WYPOSAŻENIE TECHNICZNE ŚCIAN WYSOKICH Dolna granica wysokości dla ścian wysokich, wyznaczona na poziomie 2,5 m,

wynika z przepisów zawierających wymóg wyposażania sekcji obudowy zmechani-zowanej stosowanych w ścianach o wysokości 2,4 m lub większej, w osłonę czoła ściany. Moc produkowanych w kraju kombajnów do ścian wysokich, które w wyko-naniu specjalnym mogą być stosowane w ścianach o wysokości do 6 m, dochodzi do 1265 kW. Wydajność takich kombajnów, przy szerokości zabioru do 0,95 m, może dochodzić do 4000 t/h. Polscy producenci przenośników ścianowych oferują rozwią-zania techniczne zapewniające maksymalną wydajność 3000 t/h.

Obecnie produkowane dla polskich kopalń sekcje obudowy o podporności docho-dzącej do około 1 MPa, mogą pracować do wysokości około 4,5 m, przy nachyleniu podłużnym ścian do 35° oraz o nachyleniu poprzecznym ±15°(20°). Sekcje obudowy o podziałce 1,5 m (1,75 m) pozwalają na uzyskiwanie zabioru do 0,8 m. Sekcje z wy-suwnymi stropnicami są stosowane do wysokości około 3,6 m, a powyżej stosuje się tylko sekcje odsunięte od przenośnika.

Z uwagi na trudności związane z samoczynnym odspajaniem górnych naroży po-kładu i zapewnieniem stateczności kombajnu i sekcji obudowy zmechanizowanej, wydobycie ze ścian wysokich jest ograniczone i wynosi 10 000–15 000 t/d.

WYPOSAŻENIE TECHNICZNE ŚCIAN Z PODSADZKĄ HYDRAULICZNĄ

W ścianach poprzecznych z podsadzką hydrauliczną do urabiania i odtransporto-wywania węgla z przodka stosuje się takie samo wyposażenie, jak w przypadku ścian wysokich z zawałem stropu. Podstawowa różnica dotyczy sekcji obudowy zmechani-zowanej, które są dostosowane do współpracy z tamą podsadzkową i zabezpieczają przestrzeń roboczą zarówno od czoła ściany, jak i od strony podsadzki. Sekcje obu-dowy obecnie stosowane w ścianach z podsadzką hydrauliczną umożliwiają zabezpie-czenie stropu w wyrobiskach o wysokości do około 3,8 m, nachylonych poprzecznie do ±15º. Sekcje o podziałce 1,5 m mają podporność wynoszącą około 1 MPa. Układ przesuwu pozwala na uzyskiwanie dwóch zabiorów o szerokości do 1,2 m, bez ko-nieczności przesuwania sekcji. Z sekcjami obudowy zmechanizowanej współdziała tama podsadzkowa, rozwiązanie której odpowiada lokalnym warunkom prowadzenia ściany. W najprostszym wykonaniu tama składa się z dwóch warstw płótna podsadz-kowego oraz specjalnego uchwytu łączącego płótno podsadzkowe ze stropnicą tylną sekcji obudowy zmechanizowanej.

155

5.1.2.3. Mechanizacja technologii pomocniczych

Technologie mechanizacyjne procesów pomocniczych obejmują: transport po-ziomy i pionowy, wentylację, odwadnianie i odpylanie.

Maszyny i urządzenia w technologiach wentylacji i odwadniania omówiono w podrozdziale poprzednim. Wykaz maszyn i urządzeń niezbędnych do realizacji tych procesów przedstawia tabela 5.5.

Tabela 5.5. Wykaz maszyn i urządzeń do mechanizacji technologii pomocniczych Transport

I. Transport poziomyIa. Transport urobku Ib. Transport materiałów Ic. Przewóz ludzi1. Przenośnik zgrzebłowy 1. Transport szynowy 1. Transport szynowy 2. Przenośnik taśmowy 1.1. Torowy kołowy 1.1. Torowy kołowy

3. Transport szynowy kołowy wozami 1.1.1. Lokomotywa elektryczna przewo-dowa 1.1.1. Lokomotywa elektryczna przewodowa

3.1. Lokomotywa elektryczna przewo-dowa

1.1.2. Lokomotywa elektryczna akumula-torowa

1.1.2. Lokomotywa elektryczna akumulatoro-wa

3.2. Lokomotywa elektryczna akumula-torowa 1.1.3. Lokomotywa spalinowa 1.1.3. Lokomotywa spalinowa

3.3. Lokomotywa spalinowa 1.1.4. Lokomotywa pneumatyczna 1.2. Podwieszany3.4. Lokomotywa pneumatyczna 1.1.5. Kołowrót z liną zamkniętą 1.2.1. Napęd własny – lokomotywa spalinowa 1.2. Podwieszany 1.2.2. Kołowrót z liną zamkniętą

1.2.1. Napęd własny – lokomotywa spali-nowa 1.3. Torowy naspągowy

1.2.2. Kołowrót z liną zamkniętą 1.1.1. Napęd własny – lokomotywa spalinowa 1.2.3. Wózki samojezdne 1.1.2. Kołowrót z liną zamkniętą 1.3. Torowy naspągowy 2. Przenośniki taśmowe

1.1.1. Napęd własny – lokomotywa spali-nowa

1.1.2. Kołowrót z liną zamkniętą 2. Transport oponowy

1.1. Wozy oponowe z napędem spalino-wym

II. Transport pionowyIIa. Transport pionowy linowy 1. Maszyna wyciągowa 3. Naczynia wydobywcze 4. Wyposażenie dodatkowe 1.1 Silnik napędowy 3.1. Skip 4.1. Układ prowadzenia naczyń1.2. Linopędnia 3.2. Klatka 4.2. Układ łączności1.3. Przeniesienie napędu 3.3. Skipoklatka 4.3. Układ diagnostyczny1.4. Hamulec 3.4. Specjalne 4.4. System awaryjnego zatrzymania naczyń 2. Układ linowy 2.1 Liny nośne 2.2. Liny wyrównawcze

WentylacjaI. Obiegowa II. Odrębna 1. Wentylator główny osiowy 1. Lutniociąg sztywny 1.1. Tamy zamykane ręcznie 1.1. Wentylator osiowy 1.2. Tamy zamykane automatycznie 2. Lutniociąg elastyczny 2. Wentylator pomocniczy osiowy 2.1. Wentylator osiowy

OdwadnianieI. Główne II. Lokalne 1. Pompami elektrycznymi 1. Grawitacyjne – brak mechanizacji1.1. Pompa tłokowa 2. Pompami 1.2. Pompa wirowa 2.1. Pompa powietrzna 2.2. Pompa elektryczna

Odpylanie 1. Odpylacze 1.1. Odpylacz suchy 1.2. Odpylacz mokry

156

TRANSPORT PIONOWY Transport pionowy linowy (transport szybowy) jest nadal podstawową i najczę-

ściej stosowaną technologią, służącą komunikacji między podziemnymi wyrobiskami a powierzchnią kopalni. Przeznaczony jest do ciągnienia urobku, transportu materia-łów oraz prowadzenia jazdy ludzi. Transport pionowy linowy może być stosowany do głębokości kilku kilometrów (systemy kopalń w RPA), a w kopalniach węgla kamien-nego w Polsce do 1300 (1500 m).

W Polsce transport urobku, materiałów oraz jazda ludzi między wyrobiskami podziemnymi a powierzchnią, w zdecydowanej większości przypadków są realizowa-ne górniczymi wyciągami szybowymi. Górnicze wyciągi szybowe są wyposażone w systemy transportu pionowego-linowego, którego podstawowymi elementami są: • maszyna wyciągowa, • układ linowy (liny nośne i wyrównawcze), • naczynia wydobywcze, • wyposażenie dodatkowe.

MASZYNY WYCIĄGOWE W zależności od przeznaczenia i głębokości ciągnienia, są stosowane dwa główne

systemy maszyn wyciągowych: • bębnowe (nawojowe) z jedno- lub wielowarstwowym nawijaniem liny, pracujące

w układzie jednobębnowym (niewyrównoważonym) lub dwubębnowym (wyrów-noważonym); w Polsce są stosowane rzadko, głównie do prac pomocniczych czy głębienia szybów, rzadziej jako główne transportowe,

• cierne (typu Koepe) jedno- lub wielolinowe.

UKŁAD LINOWY W zależności od stosowanego napędu górniczego wyciągu szybowego, wyróż-

niamy układy linowe: • jednokońcowe (napędy jednobębnowe) – liny nośne (układy jednolinowe), • dwukońcowe (napędy dwubębnowe lub cierne) – liny nośne i wyrównawcze

(sporadycznie bez liny wyrównawczej), w układzie jedno- lub wielolinowym.

NACZYNIA WYDOBYWCZE W zależności od przeznaczenia górniczego wyciągu szybowego, są stosowane na-

stępujące rodzaje naczyń: • skipy przeznaczone wyłącznie do prowadzenia transportu urobku, • skipoklatki przeznaczone do prowadzenia transportu urobku lub jazdy ludzi, • klatki do prowadzenia transportu urobku i materiałów w wozach oraz jazdy ludzi, • specjalne (klatki wielkogabarytowe, skipy drzewne, przeciwciężary).

W urządzeniach wyciągowych dwukońcowych na linach są zawieszane naczynia tego samego lub różnego rodzaju, stanowiąc układy zrównoważone bądź też układy, gdzie po jednej stronie jest zawieszone naczynie wydobywcze, a po drugiej przeciw-ciężar.

157

WYPOSAŻENIE DODATKOWE Dodatkowe wyposażenie stanowią układy prowadzenia naczyń w szybie, układy

łączności między naczyniami wydobywczymi a operatorem maszyny wyciągowej i inne, np. układy kontroli położenia naczyń w szybie, kontroli sił w linach itp.

W polskim, jak i światowym górnictwie, transport pionowy linowy jest i będzie nadal podstawowym i dominującym systemem komunikacji między powierzchnią a wyrobiskami podziemnymi kopalń.

TRANSPORT POZIOMY

Wśród technologii transportu poziomego wyróżniamy: transport urobku, transport materiałów i transport ludzi. Transport ten można podzielić na: taśmowy, szynowy, spągowy i oponowy.

TRANSPORT UROBKU Transport urobku, przy drążeniu korytarzowych wyrobisk udostępniających

i przygotowawczych, w większości przypadków jest realizowany przenośnikami zgrzebłowymi, a następnie przenośnikami taśmowymi. Podobnie, transport urobku w głównych wyrobiskach transportowych jest realizowany przede wszystkim za po-mocą przenośników taśmowych. Zamiennie może być stosowany transport wozami szynowymi z lokomotywami elektrycznymi przewodowymi, rzadziej akumulatoro-wymi lub pneumatycznymi. Przy transporcie urobku z wyrobisk ścianowych, układ jest podobny, jak przy drążeniu wyrobisk korytarzowych, przy czym jest stosowany podwójny układ przenośników zgrzebłowych – ścianowy i podścianowy, a na przeno-śniku podścianowym lub ścianowym jest zabudowana kruszarka.

TRANSPORT MATERIAŁÓW Transport materiałów w głównych wyrobiskach transportowych może być reali-

zowany za pomocą kolei podziemnej, w tym platformami lub innymi wozami napę-dzanymi lokomotywami elektrycznymi przewodowymi, rzadziej akumulatorowymi lub pneumatycznymi. Transport materiałów do przodków przy drążeniu wyrobisk udostępniających i przygotowawczych jest realizowany ręcznie lub z wykorzystaniem transportu szynowego podwieszonego, względnie naspągowego. Sporadycznie jest wykorzystywany transport szynowy torowy platformami. Jako napęd są stosowane kołowroty z linami bez końca, względnie napęd własny lokomotywami spalinowymi. Przy transporcie szynowym podwieszanym są stosowane też wózki samojezdne z na-pędem pneumatycznym. W transporcie szynowym podwieszanym wykorzystuje się zestawy transportowe wyposażone we wciągniki łańcuchowe lub z napędem pneuma-tycznym. Bardzo rzadko do transportu sprzętu z wyrobisk ścianowych są stosowane wozy oponowe z napędem spalinowym, pozwalające na transport w całości wielkoga-barytowych elementów wyposażenia kompleksu ścianowego.

PRZEWÓZ LUDZI Przewóz ludzi w głównych wyrobiskach transportowych, może być realizowany

za pomocą kolei podziemnej, w tym specjalnymi zestawami z wagonami osobowy-mi, napędzanymi lokomotywami elektrycznymi przewodowymi, jak również z wy-korzystaniem transportu szynowego podwieszonego, względnie naspągowego, gdzie

158

są stosowane kołowroty z linami bez końca, względnie lokomotywy z napędem spa-linowym, uformowane w specjalne zestawy transportowe. Sporadycznie, na krótkich odcinkach, przewóz ludzi odbywa się specjalnie przystosowanymi przenośnikami taśmowymi.

TRANSPORT UROBKU – PRZENOŚNIKAMI ZGRZEBŁOWYMI W górnictwie węglowym stosuje się przenośniki zgrzebłowe ścianowe (rys. 5.22)

oraz podścianowe, będące elementem ścianowego systemu transportowego, a także przenośniki zgrzebłowe stosowane w robotach przygotowawczych, np. jako podajniki kombajnów chodnikowych lub podajniki w systemach odstawy taśmowej, stosowanej podczas robót udostępniających. Długość odstawy przenośnikiem zgrzebłowym może wynosić do 450 m, przy nachyleniu wyrobiska od 0 do 35o. Wydajność przenośników zgrzebłowych, przy gęstości nasypowej urobku do 2,2 t/m3, wynosi do 3000 t/h.

Rys. 5.22. Schemat przenośnika zgrzebłowego

TRANSPORT UROBKU – TAŚMOWY Podziemny transport taśmowy jest realizowany głównie przy wykorzystaniu

przenośników taśmowych (rys. 5.23) o różnej konfiguracji i sposobie ich zabudowy, przy współpracy z innymi maszynami i urządzeniami. Przenośniki są przeznaczone do odstawy urobku w oddziałach wydobywczych i zbiorczych magistralach taśmowych. Długość odstawy przenośnikiem taśmowym może wynosić do 3000 m, przy nachyle-niu wyrobiska na nachyleniach od –14° (po upadzie) do +16° (po wzniosie). Ich wy-dajność, przy gęstości nasypowej urobku do 4,0 t/m3, osiąga 3000 t/h.

Rys. 5.23. Schemat przenośnika taśmowego

159

TRANSPORT UROBKU, MATERIAŁÓW I PRZEWÓZ LUDZI – SZYNOWY KOŁOWY (WOZAMI) Transport szynowy kołowy jest realizowany przez system kopalnianej kolei pod-

ziemnej (rys. 5.24); służy do przewozu urobku i skały płonnej, urządzeń i materiałów oraz ludzi w specjalnych wozach lub na platformach wzdłuż poziomej trasy wytyczo-nej torem szynowym.

W skład urządzeń kopalnianej kolei podziemnej wchodzą: • urządzenia stałe (tor kolejowy, stacje, dworce itp.), • tabor trakcyjny (lokomotywy), • tabor wozowy, • mechaniczne urządzenia towarzyszące, • aparatura i urządzenia elektromechaniczne, w tym blokady oraz aparatura do ste-

rowania i zarządzania pracą kolei.

Rys. 5.24. Schemat kopalnianej kolei podziemnej

TRANSPORT MATERIAŁÓW I PRZEWÓZ LUDZI – SZYNOWY SPĄGOWY Transport materiałów z wykorzystaniem kolei szynowych spągowych może być

realizowany z napędem linowym lub z napędem własnym spalinowym (rys. 5.25). Polega on na przemieszczaniu ładunków ułożonych na zespołach zestawu transporto-wego, którego wózki nośne poruszają się po torze szynowym ułożonym na spągu, stabilizowanego za pomocą kotew do spągu wyrobiska. Kolejki spągowe stosuje się w wyrobiskach poziomych i nachylonych do 30° jako urządzenia transportowe, zaopa-trujące przodki chodnikowe i ściany w materiały eksploatacyjne, a także jako środek transportu maszyn i urządzeń, w tym dyslokacji wyposażenia ścianowego. Kolejki wykorzystuje się również do przewozu ludzi w kabinach nakładanych na platformy i wózki hamulcowe.

Rys. 5.25. Schemat transportu za pomocą kolei szynowych spągowych z napędem własnym

TRANSPORT MATERIAŁÓW I PRZEWÓZ LUDZI – SZYNOWY PODWIESZANY Transport materiałów z wykorzystaniem kolei szynowych podwieszanych może

być realizowany z napędem linowym lub własnym spalinowym (rys. 5.26). Polega on na przemieszczaniu ładunków podwieszonych do zestawu transportowego, którego wózki nośne poruszają się po torze szynowym, podwieszonym do obudowy wyrobiska lub za pomocą kotew do stropu wyrobiska. Zakres stosowania jest podobny, jak

160

w przypadku transportu szynowego spągowego. W zależności od warunków górniczo-geologicznych i wyposażenia, kolejki podwieszone mogą transportować ładunki jed-nostkowe o masie do 20 t. W przypadku własnego napędu spalinowego, długość dróg transportowych jest ograniczona jedynie długością podwieszonej jezdni szynowej.

Rys. 5.26. Schemat transportu za pomocą kolei podwieszanych z napędem własnym

W ostatnich latach w kopalniach europejskich obserwuje się dynamiczny rozwój kolei podwieszanych z napędem własnym.

TRANSPORT OPONOWY Z NAPĘDEM SPALINOWYM

Transport oponowy, realizowany przez oponowe wozy samojezdne, jest stosowa-ny w polskich kopalniach węgla kamiennego jedynie sporadycznie do transportu ma-teriałów, zwłaszcza o dużych masach jednostkowych (w tym kompletnych sekcji obudowy zmechanizowanej). Samojezdne wozy oponowe z napędem własnym (spali-nowym bądź elektrycznym – akumulatorowym) są podstawowymi urządzeniami transportowymi w górnictwie pozaeuropejskim.

ODPYLANIE

Urządzenia odpylające stanowią konfigurację systemu odpylania drążonych wyrobisk korytarzowych. Systemy zapewniają bezpieczne i skuteczne odpylanie wyrobisk korytarzowych, jak również pozwalają na prawidłową współpracę urządzeń wchodzących w ich skład, z kombajnem chodnikowym i innymi urządzeniami zainsta-lowanymi w przodku chodnikowym. Stosuje się dwa podstawowe systemy: system odpylania z wykorzystaniem wentylacji ssącej oraz system odpylania z wykorzystaniem wentylacji ssąco-tłoczącej (kombinowanej), składającej się z wentylacji tłoczącej do-prowadzającej powietrze do czoła wyrobiska oraz wentylacji ssącej realizowanej w czole wyrobiska. Stosowane urządzenia odpylające dzielą się na dwie kategorie: urządzenia wykorzystujące zasadę mokrego odpylania oraz suchego odpylania. W większości kopalń jest stosowane odpylanie mokre.

5.1.2.4. Wstępna ocena stanu technologii mechanizacyjnych

Identyfikacja i przegląd stanu technologii mechanizacyjnych w przemyśle wydo-bywczym węgla kamiennego umożliwiają wstępną ocenę w zakresie mechanizacji technologii podstawowych, w tym eksploatacyjnych oraz technologii pomocniczych.

W technologii drążenia wyrobisk udostępniających i przygotowawczych, w zdecy-dowanej większości jest stosowane urabianie mechaniczne, z równoległym procesem

161

ładowania. Stawianie obudowy odbywa się najczęściej ręcznie lub ze wspomaganiem z wysięgnika kombajnu. W szczególnie trudnych warunkach, w procesie drążenia jest wykorzystywany materiał wybuchowy, w przypadkach wiercenia otworów strzałowych za pomocą wiertarek.

W obszarze mechanizacji technologii eksploatacyjnych, w którym wybieranie jest prowadzone przede wszystkim wyrobiskami ścianowymi z zawałem stropu, ich wypo-sażenie stanowią zestawy maszyn (zmechanizowane kompleksy ścianowe), składające się z obudowy zmechanizowanej, przenośnika zgrzebłowego (ścianowy, podściano-wy) i frezującego kombajnu. Obserwuje się tendencję zwiększania mocy napędów zainstalowanych w kombajnach, co teoretycznie powinno przekładać się na wzrost wydajności (wydobycia dobowego) i obniżenie kosztów eksploatacyjnych. Jednakże, z uwagi na występujące w polskim górnictwie węgla kamiennego złożone warunki geologiczno-górnicze, zwłaszcza w odniesieniu do zagrożeń naturalnych, nie można jednoznacznie stwierdzić takiej zależności.

W zakresie mechanizacji technologii pomocniczych, transport urobku w wyrobi-skach ścianowych jest realizowany za pomocą przenośników zgrzebłowych, a w wy-robiskach korytarzowych, głównie przenośników taśmowych. Natomiast transport urobku za pomocą wozów jest stosowany coraz rzadziej. Transport materiałów, ma-szyn i urządzeń oraz ludzi jest realizowany przewozem szynowym, naspągowym lub podwieszanym. Transport pionowy linowy jest podstawowym środkiem do wydoby-wania urobku na powierzchnię. W procesach pomocniczych związanych z wentylacją, odwadnianiem czy odpylaniem, są wykorzystywane dostępne środki, takie jak: wenty-latory, pompy czy odpylacze i nie przewiduje się w tym obszarze znaczących zmian.

5 . 1 . 3 . S y s t e m y a u t o m a t y k i , i n f o r m a t y k i i z a s i l a n i a

Stosowane w przemyśle wydobywczym węgla kamiennego technologie górni-cze i mechanizacyjne wymagają korzystania z różnego rodzaju rozwiązań dotyczą-cych zasilania maszyn i urządzeń, przepływu informacji o realizacji poszczególnych procesów technologicznych, ich automatyzacji, jak i sposobów automatycznego za-bezpieczania załóg górniczych i mienia kopalni przed niebezpiecznymi skutkami występowania zagrożeń naturalnych. Wymienione elementy: • systemów zasilania, • systemów informatyki, • systemów automatyki, składają się na zasadniczą infrastrukturę systemową, zabezpieczającą produkcję węgla kamiennego.

Stosowanie podstawowej infrastruktury systemowej w produkcji węgla kamien-nego można rozpatrywać w głównych procesach technologicznych, do których należą: • procesy przygotowawcze z technologiami udostępniającymi i przygotowawczymi, • procesy podstawowe, którymi są technologie eksploatacyjne i technologie prze-

róbki mechanicznej węgla, • procesy infrastrukturalne z technologiami pomocniczymi: transportem, wentylacją

i odwadnianiem.

162

Korelację elementów zasadniczej infrastruktury systemowej z wydzielonymi pro-cesami produkcji węgla kamiennego przedstawiono na rysunku 5.27 (m.in. Mirono-wicz, Wasilewski 2005; Trenczek, Wasilewski 2007).

Z A S A D N I C Z A I N F R A S T R U K T U R A TECHNOLOGIE INFRASTRUKTURALNE PROCESY P P PRZYGOTOWAWCZE O R M O O C C E N S I Y C Z PROCESY E PODSTAWOWE S Y S T E M O W A

ZASILANIE

INFORMATYKA AUTOMATYKA

PRODUKCJA

TRANSPORT WENTYLACJA

ODWADNIANIE

TECHNOLOGIE

Rys. 5.27. Model oddziaływania zasadniczej infrastruktury systemowej na proces produkcji

węgla kamiennego

5.1.3.1. Systemowe zasilanie

Początek zasadniczej infrastruktury systemowej w procesie produkcji węgla dało zasilanie, które stopniowo z powierzchni było rozprowadzane w coraz odleglejsze rejony kopalń, aż znalazło się w przodkach wydobywczych. Segment ten jest podsta-wą funkcjonowania pozostałych procesów.

Kopalniana sieć elektroenergetyczna obejmuje: wyrobiska, obiekty, maszyny, urządzenia i inne środki techniczne, które znajdują się: • na dole kopalni (komory rozdzielni głównych i polowych, stacja transformatoro-

wo-rozdzielcza, kable i linie przesyłowe), • na powierzchni kopalni (rozdzielnie kopalni, kable i linie przesyłowe, oświetlenie

dróg i zakładu).

Strukturę gospodarki elektroenergetycznej stanowią czynności i operacje, które są związane z wykonywaniem, eksploatacją, utrzymywaniem w zdolności do pracy oraz w stanie określonym normami i przepisami bhp, a także z modernizacją obiektów i środków technicznych sieci elektroenergetycznej kopalni.

Działalność kopalni węgla kamiennego, prowadzona w ramach gospodarki elek-troenergetycznej, obejmuje wykonanie lub modernizację obiektów i wyrobisk sieci

163

elektroenergetycznej na dole i na powierzchni kopalni, łącznie z zakupem i montażem maszyn, urządzeń i innych środków technicznych, stanowiących podstawowe wypo-sażenie techniczne sieci elektroenergetycznej.

Podstawową funkcją zasilania elektroenergetycznego jest zapewnienie bezpieczne-go ruchu zakładu górniczego. Stosowane rozwiązania są zróżnicowane i mają indywi-dualny charakter. Wynikają przede wszystkim z potrzeb dyktowanych występującymi uwarunkowaniami technicznymi, warunkami geologiczno-górniczymi, w tym zagroże-niami naturalnymi oraz zakładanym planem produkcji węgla.

Można przyjąć, że pod pojęciem: systemowe zasilanie kopalni węgla kamienne-go, występują dwie kategorie sieci elektroenergetycznych: • średniego napięcia – SN, tj. powyżej 1 kV, • niskiego napięcia – NN, tj. do 1 kV.

SIEĆ ŚREDNIEGO NAPIĘCIA Typowa sieć średniego napięcia jest prowadzona od powierzchniowej stacji trans-

formatorowej wysokiego napięcia (110/6 kV) do rozdzielni głównej. Stąd jest rozpro-wadzana do dwóch grup odbiorników.

Pierwszą grupą są odbiorniki zainstalowane na powierzchni kopalni, takie jak: • centralne odbiorniki o dużej mocy (np. wentylatory głównego przewietrzania, ma-

szyny wyciągowe), do których jest dostarczane średnie napięcie, • odbiorniki o małej mocy (np. urządzenia przeróbki mechanicznej węgla, urządze-

nia transportu przyszybowego), do których jest dostarczane niskie napięcie.

Drugą grupą są odbiorniki zlokalizowane w wyrobiskach podziemnych, takie jak: • odbiorniki centralne o dużej mocy (pompy głównego odwadniania), do których

przesył odbywa się przez odpowiednie rozdzielnie średniego napięcia (6 kV), • odbiorniki lokalne, których zasilanie odbywa się kolejno przez poziomowe

i oddziałowe rozdzielnice i stacje transformatorowe niskiego napięcia (6/1 kV), a w przypadkach stosowania maszyn urabiających o dużej mocy, przez stacje transformatorowe średniego napięcia (6/3,3 kV).

SIEĆ NISKIEGO NAPIĘCIA Sieć niskiego napięcia jest rozprowadzana do znacznie większej liczby punktów

odbiorczych na powierzchni i w podziemnych wyrobiskach kopalni, zasilając zarówno maszyny i urządzenia stacjonarne, jezdne, narzędzia ręczne, jak i całą sieć oświetle-niową i sygnalizacyjną.

5.1.3.2. Systemowa informatyka

Początki szeroko rozumianej informatyki, to łączność telefoniczna, na bazie któ-rej rozwinęły się inne gałęzie informatyki, takie jak sieć nadzoru dyspozytorskiego, od telełączności, przez monitorowanie procesów technologicznych, do dyspozytorskiego monitorowania bezpieczeństwa, czy różnego rodzaju systemy monitorowania parame-trów pracy i monitorowania parametrów bezpieczeństwa środowiska pracy.

164

W zależności od kopalni i uwarunkowań towarzyszących produkcji węgla, różna jest systemowa informatyka zarówno pod względem rodzajów i typów stosowanych rozwiązań, jak i ich poziomu technicznego.

SYSTEMY DYSPOZYTORSKIE Podstawową funkcją systemów dyspozytorskich jest możliwość ciągłej, nieza-

wodnej obserwacji sytuacji, pozwalającej na jednoznaczną ocenę parametrów rucho-wych maszyn i urządzeń oraz stanu bezpieczeństwa.

W obszarze systemowej informatyki najczęściej są stosowane dwa rodzaje syste-mów dyspozytorskich. Jednym z nich jest centralny system dyspozytorski, do którego spływają wszystkie informacje, tworzący wielopoziomową strukturę monitorowania procesu wydobywczego i bezpieczeństwa. Uwzględnia ona poziom dyspozytorni głównej, służb technicznych utrzymania ruchu, dozoru dołowego i operatorów apara-tury i urządzeń, nawet z odległych lokalizacji, jednak redystrybucja informacji zależy od zarządzającego systemem. Drugi system charakteryzuje się rozproszoną strukturą branżowych podsystemów, za które są odpowiedzialne poszczególne służby kopalnia-ne, co umożliwia specjalistyczną kontrolę różnych parametrów odbieranych przez system zarówno z obszaru procesów technologicznych (w tym z wykorzystaniem telewizji przemysłowej), jak również z obszaru kontroli i diagnostyki maszyn (w tym parametrów zasilania) oraz parametrów bezpieczeństwa (w tym automatyczne wyłą-czanie zasilania).

Systemowa informatyka obsługuje również proces przeróbki mechanicznej węgla, przy czym większym zakresem są objęte procesy technologiczne.

MONITOROWANIE ZAGROŻEŃ WENTYLACYJNYCH Bardzo istotną grupę w systemowej informatyce stanowią systemy kontroli róż-

nych parametrów bezpieczeństwa, związanych z szeroko rozumianym przewietrza-niem kopalń. Najważniejszym kontrolowanym parametrem jest stężenie metanu i związana z tym automatyczna metanometria, która w dużym stopniu przyczynia się do ograniczenia zagrożenia metanowego.

Drugim kontrolowanym parametrem jest stężenie tlenku węgla, określające za-grożenie pożarowe. Kontrolowane są także stężenia tlenu oraz dwutlenku węgla. Kompleksowa kontrola stężeń tych gazów stanowi nowy jakościowo segment syste-mowej informatyki, jaką jest gazometria automatyczna.

Do kolejnych kontrolowanych parametrów należą: • pomiar prędkości powietrza, stanowiący segment aerometrii, która wraz z gazome-

trią odgrywa bardzo ważną rolę w kontroli zagrożenia wentylacyjno-gazowego, • pomiary temperatury i wilgotności powietrza stanowiące segment termohigrome-

trii, przyczyniające się do kontroli zagrożenia klimatycznego, • pomiar ciśnienia barometrycznego czyli barometria, która przez wyznaczanie po-

tencjałów aerodynamicznych, odgrywa znaczącą rolę w profilaktyce pożarowej, • pomiar zapylenia powietrza kopalnianego czyli pyłometria, pozwalająca na okre-

ślanie stężenia pyłu kopalnianego w powietrzu, a w konsekwencji poziomu zagro-żenia pyłami szkodliwymi dla zdrowia.

165

MONITOROWANIE ZAGROŻENIA TĄPANIAMI Inną grupę systemowej informatyki stanowią systemy kontroli i oceny stanu za-

grożenia tąpaniami, w których najczęściej są stosowane metody: sejsmoakustyczna, sejsmologiczna i sejsmiczna. Systemy te charakteryzują się rozwiązaniami technicz-nymi, odpowiadającymi okresowi ich powstawania. Starsze pozwalają, między innymi na automatyczne wykrywanie zjawisk sejsmicznych oraz pomiar niezbędnych parame-trów sygnałów do lokalizacji i określania energii wstrząsów. Nowsze umożliwiają, między innymi rejestrowanie aktywności sejsmoakustycznej w szczególnie zagrożo-nych tąpnięciami rejonach ścian oraz ocenę zagrożenia. Z kolei najnowsze, pozwalają na kontrolę zjawisk dynamicznych przed frontem ściany wydobywczej.

ZINTEGROWANE SYSTEMY BEZPIECZEŃSTWA Następna grupa systemowej informatyki wynika z potrzeby monitorowania para-

metrów bezpieczeństwa, związanych ze współwystępowaniem zagrożeń naturalnych. Monitorowane mogą być parametry różnie skonfigurowanych zagrożeń skojarzonych. Najczęściej dotyczy to zagrożeń: tąpaniami, metanowego i pożarowego, a najskutecz-niejszym narzędziem są wówczas zintegrowane podsystemy: • ciągłego monitorowania atmosfery kopalnianej, • automatycznej metanometrii z funkcjami sygnalizacji oraz automatycznego wyłą-

czania spod napięcia maszyn i urządzeń znajdujących się w określonym rejonie, • monitorowania zjawisk sejsmicznych z lokalizacją wstrząsów w obrębie kopalni

oraz oceną ich energii, • kontroli zjawisk sejsmoakustycznych w obrębie wydzielonych rejonów, takich jak

ściana czy przodek, • ogólnokopalnianej łączności telefonicznej z funkcjami alarmowania i rozgłaszania

komunikatów.

5.1.3.3. Systemowa automatyka

Automatyka w procesie produkcji węgla jest najnowszym segmentem zasadniczej infrastruktury systemowej, jednakże znajduje zastosowanie praktycznie we wszystkich procesach technologicznych, chociaż o zróżnicowanym charakterze i zakresie.

Na systemową automatykę składają się różnego rodzaju rozwiązania z zakresu sterowania i automatyzacji maszyn i urządzeń biorących udział w procesach technolo-gicznych kopalń oraz rozwiązania zabezpieczające, które w procesach kontrolnych oraz niektórych technologicznych i decyzyjnych, wyręczają lub nawet eliminują, udział człowieka.

Zakres stosowania poszczególnych elementów systemowej automatyki jest uza-leżniony od potrzeb i możliwości danej kopalni. Spośród wielu stosowanych rozwią-zań można jednak wyróżnić dwie podstawowe kategorie: • kontrolę i sterowanie procesami produkcyjnymi, • kontrolę oraz zabezpieczanie załogi i ruchu zakładu górniczego.

166

KONTROLA I STEROWANIE PROCESAMI PRODUKCYJNYMI Pierwszą kategorię stanowią rozwiązania z zakresu kontroli i sterowania różnego

rodzaju procesami, będącymi elementami podstawowych i pomocniczych technologii górniczych, takich jak: urabianie maszynami skał i węgla, transport urobku, załadunek i ważenie produktu finalnego.

W zakresie maszyn, urządzeń i procesów realizowanych w podziemnej części za-kładu górniczego, systemowa automatyka obejmuje między innymi: • maszyny urabiające w przodkach drążonych wyrobisk, • maszyny urabiające w wyrobiskach wybierkowych, • obudowę ścianową, • kompleksy wydobywcze – ścianowe, • urządzenia transportu urobku, materiałów i ludzi.

W procesie przeróbki mechanicznej węgla, systemowa automatyka może obej-mować rożnego rodzaju urządzenia zakładu przeróbki mechanicznej węgla i niektóre ciągi technologiczne.

Systemowa automatyka dotyczy również wielu innych procesów pomocniczych, w tym także wentylacji (wentylatory, urządzenia wentylacyjne) oraz odwadniania kopalń czynnych i likwidowanych oraz zlikwidowanych.

KONTROLA ORAZ ZABEZPIECZANIE ZAŁOGI I RUCHU ZAKŁADU GÓRNICZEGO Drugą kategorię stanowią rozwiązania z zakresu kontroli i zabezpieczania załogi

i ruchu zakładu górniczego przed skutkami występujących zagrożeń naturalnych i technicznych, takich jak: zagrożenie metanowe, tąpaniami i pożarem. Najistotniej-szym elementem tej kategorii systemowej automatyki jest automatyczna metanome-tria, a jej podstawowym celem jest uniemożliwienie zapłonu metanu od iskier mogących powstać podczas pracy maszyny urabiającej lub urządzeń odstawy ściano-wej lub od łuku elektrycznego.

5.1.3.4. Technologie górnicze a zasadnicza infrastruktura systemowa

Istotnymi elementami procesu produkcji węgla, do których muszą się odnieść za-gadnienia szeroko rozumianej zasadniczej infrastruktury systemowej są, scharaktery-zowane w podrozdziale 5.1.1, podstawowe i pomocnicze technologie górnicze.

Na podstawie przeglądu stosowanych rozwiązań w zakresie zasilania, informatyki i automatyzacji, a także rozpoznania stanu faktycznego w niektórych kopalniach oraz informacji o prowadzonych badaniach w tym zakresie, dokonano ich analizy jako-ściowej. Jej wyniki przedstawiono tabelarycznie: dla podstawowych technologii gór-niczych oraz przeróbki mechanicznej węgla – w tabeli 5.6, zaś dla pomocniczych technologii górniczych – w tabeli 5.7.

167

Tabela 5.6. Zasadnicza infrastruktura systemowa w podstawowych technologiach górniczych Podstawowe technologie

górnicze

Zasadnicza infrastruktura systemowa

Systemowe zasilanie Systemowa informatyka Systemowa automatyka

UD

OST

ĘPN

IAJĄ

CE

Urządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

NN Urządzenia zabezpieczające NN

Łączność analogowaŁączność cyfrowa Gazometria Aerometria System dyspozytorski podziemnych

procesów produkcyjnych Monitorowanie zagrożenia tąpaniami Zintegrowane systemy bezpieczeń-

stwa

Automatyczna metanometria cykliczna

Automatyczna metanometria ciągła Kontrola i diagnostyka kombajnu

chodnikowego

PRZY

GO

TOW

AWC

ZE

Urządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

NN Urządzenia zabezpieczające NN

Łączność analogowaŁączność cyfrowa Gazometria Aerometria System dyspozytorski podziemnych

procesów produkcyjnych Monitorowanie zagrożenia tąpaniami Zintegrowane systemy bezpieczeń-

stwa

Automatyczna metanometria cykliczna

Automatyczna metanometria ciągła Kontrola i diagnostyka kombajnu

chodnikowego

EKSP

LOAT

ACYJ

NE

Urządzenia zasilające SNUrządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa SN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

SN Kable i przewody wraz z osprzętem

SN Urządzenia zabezpieczające SN Urządzenia zabezpieczające NN

Łączność analogowa Łączność cyfrowa Gazometria Aerometria System dyspozytorski podziemnych

procesów produkcyjnych Monitorowanie zagrożenia tąpaniami Zintegrowane systemy bezpieczeń-

stwa

Automatyczna metanometria cykliczna

Automatyczna metanometria ciągła Kontrola i diagnostyka kombajnu ścianowego

Sterowanie maszyn urabiających w wyrobiskach wybierkowych

Sterowanie obudową wyrobisk wybierkowych

PRZE

RÓ

BKI

MEC

HAN

ICZ-

NEJ

Urządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

NN Urządzenia zabezpieczające NN

Łączność analogowa Łączność cyfrowa System dyspozytorski technologicz-

nych procesów przeróbki Telewizja przemysłowa

Sterowanie jednostkowymi elemen-tami procesów przeróbki

Kompleksowe sterowanie poszcze-gólnymi procesami technologicz-nymi przeróbki

168

Tabela 5.7. Zasadnicza infrastruktura systemowa w pomocniczych technologiach górniczych Pomocnicze technologie

górnicze

Zasadnicza infrastruktura systemowa

Systemowe zasilanie Systemowa informatyka Systemowa automatyka

TRAN

SPO

RT

Urządzenia zasilające SN Urządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa SN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

SN Aparatura łączeniowa NN Urządzenia zabezpieczające SN Urządzenia zabezpieczające NN

Gazometria Aerometria System dyspozytorski podziemnych

procesów produkcyjnych Monitorowanie zagrożenia tąpaniami Zintegrowane systemy bezpieczeń-

stwa Telewizja przemysłowa

Układ przekaźnikowo-stykowy auto-matyzacji i sterowania transportu pionowego

Układ mikroprocesorowy automaty-zacji i sterowania transportu pio-nowego

Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego torowego

Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego podwiesza-nego

Układ przekaźnikowo-stykowy auto-matyzacji i sterowania transportu przenośnikowego

Układ mikroprocesorowy automaty-zacji i sterowania transportu prze-nośnikowego

WEN

TYLA

CJA

Urządzenia zasilające SNUrządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa SN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

SN Aparatura łączeniowa NN Urządzenia zabezpieczające SN Urządzenia zabezpieczające NN

Gazometria Aerometria System dyspozytorski podziemnych

procesów produkcyjnych Monitorowanie zagrożenia tąpaniami Zintegrowane systemy bezpieczeń-

stwa

Automatyczna metanometria cykliczna

Automatyczna metanometria ciągła Bezregulacyjne układy napędów

wentylatorów Regulacyjne układy napędów wenty-

latorów

OD

WAD

NIA

NIE

Urządzenia zasilające SNUrządzenia zasilające NN Aparatura łączeniowa SN Aparatura łączeniowa NN Kable i przewody wraz z osprzętem

SN Aparatura łączeniowa NN Urządzenia zabezpieczające SN Urządzenia zabezpieczające NN

Gazometria System dyspozytorski podziemnych

procesów produkcyjnych

Automatyczna metanometria cykliczna

Automatyczna metanometria ciągła Monitorowanie i sterowanie główne-

go odwadniania Systemowe monitorowanie i stero-

wanie pompowni głębinowych

5.1.3.5. Wstępna ocena stanu stosowanej infrastruktury systemowej

Wstępną ocenę zasadniczej infrastruktury systemowej przeprowadzono w oparciu o kryteria powszechności stosowania oraz poziom techniczny.

W celu oceny elementów infrastruktury systemowej pod względem powszechno-ści stosowania, dokonano podziału na trzy grupy: stosowane powszechnie, stosowane warunkowo oraz stosowane dobrowolnie.

Do stosowanych powszechnie elementów infrastruktury systemowej należy zaliczyć przede wszystkim systemowe zasilanie, niektóre elementy systemowej informatyki, takie jak: łączność, systemy dyspozytorskiego nadzoru procesów techno-logicznych oraz systemowej automatyki, związane z bezregulacyjnym układem napę-dów wentylatorów, transportem podziemnym, a także ze sterowaniem jednostkowych elementów procesów przeróbki węgla oraz monitorowaniem i sterowaniem głównego odwadniania.

169

Wśród stosowanych warunkowo można wymienić takie elementy systemowej in-formatyki, jak: anemometria i monitorowanie zagrożenia tąpaniami oraz elementy systemowej automatyki z automatyczną metanometrią, systemowym monitorowaniem i sterowaniem pompowni głębinowych, a także sterowanie jednostkowymi procesami przeróbki węgla.

Do stosowanych dobrowolnie należą głównie elementy systemowej informaty-ki: gazometria, aerometria i zintegrowane systemy bezpieczeństwa oraz takie ele-menty systemowej automatyki, jak: kontrola i diagnostyka maszyn urabiających, sterowanie obudów ścianowych, regulacyjne układy napędów wentylatorów, a także kompleksowe sterowanie niektórymi procesami technologicznymi przeróbki mecha-nicznej węgla.

W celu oceny elementów infrastruktury systemowej pod względem poziomu technicznego, wydzielono dwa poziomy: poziom zadowalający oraz poziom zaawan-sowany. W przypadku elementów systemowego zasilania, nie można z uwagi na ich specyfikę i różnorodność oraz poziom ogólności, jednoznacznie przypisać do któregoś z poziomów.

Poziom techniczny zadowalający w zakresie systemowej informatyki mają: łączność analogowa, anemometria jako jeden z segmentów aerometrii automatycz-nej, systemy dyspozytorskie oraz monitorowanie przewozu dołowego. W automaty-ce systemowej można wyróżnić: automatyczną metanometrię cykliczną, sterowanie jednostkowymi elementami procesów przeróbki węgla, bezregulacyjne układy napę-dów wentylatorów, układy przekaźnikowo-stykowe automatyzacji i sterowania urządzeń transportowych oraz monitorowanie i sterowanie głównego odwadniania,

Poziom techniczny zaawansowany w zakresie systemowej informatyki mają: łączność cyfrowa, gazometria, aerometria, monitorowanie zagrożenia tąpaniami, zin-tegrowane systemy bezpieczeństwa oraz telewizja przemysłowa. Z obszaru systemo-wej automatyki do technicznie zaawansowanych można natomiast zaliczyć: automatyczną metanometrię, kontrolę i diagnostykę kombajnów, sterowanie maszyn urabiających i obudów w wyrobiskach wybierkowych, kompleksowe sterowanie pro-cesami technologicznymi przeróbki węgla, regulacyjne układy napędów wentylato-rów, mikroprocesorowe układy automatyzacji i sterowania urządzeń transportowych, a także systemowe monitorowanie pompowni głębinowych i sterowanie nimi.

5 . 1 . 4 . T e c h n o l o g i e p r z e r ó b k i w ę g l a k a m i e n n e g o

Wartość energetyczna wydobytego węgla kamiennego, z uwagi na zanieczysz-czenie podczas urabiania skałą płonną, jest mniejsza niż w złożu. Węgiel ten zawiera również zanieczyszczenia mineralne, decydujące o zawartości popiołu, a będąca składnikiem urobku węglowego siarka, powoduje korozję palenisk, zanieczyszczenie środowiska, sprzyja powstawaniu żużla lub utrudnia procesy koksownicze. Dlatego w celu uzyskania wartościowego węgla energetycznego czy wsadowego, należy zasto-sować określone technologie przeróbcze.

W zależności od charakterystyki urobku węglowego oraz wymagań jakościowych i ekologicznych odbiorców, urobek jest poddawany wielu złożonym procesom prze-

170

róbczym. Procesy te, ujęte w formie mniej lub bardziej złożonych schematów techno-logicznych przeróbki węgla, są realizowane przy wykorzystywaniu dużej liczby ma-szyn i urządzeń zarówno starszej, jak i nowej konstrukcji, produkowanych w kraju i za granicą.

Wśród technologii przeróbki węgla kamiennego w Polsce można wyróżnić cztery typy zakładów (Lutyński, Osoba 2007; Aleksa 2008): • wzbogacania węgla energetycznego o uziarnieniu powyżej 20(10) mm, • wzbogacania węgla energetycznego o uziarnieniu powyżej 0,1(0,5) mm, • wzbogacania węgla energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia, • wzbogacania węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia.

Ideowy schemat blokowy technologii pełnego wzbogacania węgli zarówno ener-getycznych, jak i koksujących, przedstawiono na rysunku 5.28. (Tumidajski i in. 2008).

Węgielsurowy

Stacjaprzygotowania

Sortowniaręczna

O K

Klasyfikacjawstępna

Wzbogacaniew płuczkachziarnowych

N

K

O

Pp

Mułwęglowy

Wzbogacaniew płuczkachmiałowych

K

Odpadyflotacyjnemuł

PpO

KN

O

Wzbogacanieflotacyjne

Muł

Miały wzbogacone:- do celów energatycznych- do koksowania

Koncentrat+20 (+10) mm

Miały surowei uśrednione

Odpadyz sortowni

Odpadyz płuczek

Odpady

Rys. 5.28. Typowy schemat wzbogacania węgla w pełnym zakresie uziarnienia

5.1.4.1. Wzbogacanie węgla energetycznego o uziarnieniu powyżej 10(20) mm

Jest to najprostszy i coraz rzadziej stosowany układ przeróbki węgla (rys. 5.29). Dotyczy węgli energetycznych typu 31 i 32 i obejmuje wzbogacanie węgla gruboziar-nistego o uziarnieniu powyżej (10)20 mm oraz wydzielanie z urobku węglowego su-rowego miału węglowego z jego mało wzbogaconym mułem węglowym. Rozwiązania te nie są już stosowane w projektach, a te istniejące w niektórych zakładach przerób-czych, są poddawane modernizacji i rozbudowie.

171

Muł

+ 10 (20) mm-10 (20) mm

Muł surowy

Przygotowanie węgla

Klasyfikacja wstępna

Gospodarkawodno-mułowa

Wzbogacaniewęgla grubego

Miał surowy dla energetyki

Koncentrat Odpady

Rys. 5.29. Schemat układu wzbogacania węgla o uziarnieniu powyżej 20(10) mm

5.1.4.2. Wzbogacanie węgla energetycznego o uziarnieniu powyżej 0,1(0,5) mm

Układ wzbogacania węgli energetycznych w zakresie uziarnienia powyżej 0,1(0,5) mm (rys. 5.30) jest powszechniej stosowany w zakładach przeróbczych, a jego rozwiązania technologiczno-maszynowe powstały w Polsce jako rozwinięcie poprzednich technologii lub zostały zaprojektowane za granicą (Niemcy, Wielka Brytania, USA). W układzie tym stosuje się bogatszy i bardziej złożony arsenał pro-cesów przeróbczych, maszyn i urządzeń niż w przypadku rozwiązań wcześniejszych. Dotyczy to przede wszystkim procesów wzbogacania i odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych. W tej grupie rozwiązań dla węgli typu 31, 32 i 33 stosuje się wzbogacanie węgli gruboziarnistych, wzbogacanie części miałów węglowych lub miałów pozbawionych drobniejszych ziarn węglowych, wzbogacanie i odsiarczanie mułów gruboziarnistych oraz filtrację próżniową mułów węglowych.

5.1.4.3. Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia

Technologie te są przeznaczone do wzbogacania węgli energetycznych typu 33 w pełnym zakresie uziarnienia z fizykochemicznym wzbogacaniem mułów węglo-wych włącznie (rys. 5.31).

172

Muł surowy 0÷0,5 mm lub wzbogacony > 0,1mm

OdpadyMiał dla

energetyki

+ 10 (20) mm-10 (20) mm

Przygotowanie węgla

Klasyfikacja wstępna

Muł Muł Gospodarkawodno-mułowa

Wzbogacaniewęgla grubego

Koncentrat

Wzbogacanie węgla drobnego

Koncentrat Odpady

Odsiewanie <3 (6) mm

Przerost

Rys. 5.30. Schemat układu wzbogacania węgla o uziarnieniu powyżej 0,1(0,5) mm

PrzerostMiał surowy

Muł Muł

+ 10 (20) mm-10 (20) mm

Muł wzbogacony

Przygotowanie węgla

Klasyfikacja wstępna

Gospodarkawodno-mułowa

z flotacją

Wzbogacaniewęgla grubego

Koncentrat Odpady

Wzbogacanie węgla drobnego

Koncentrat węglowydla energetyki

Odpady Przerost

Rys. 5.31. Schemat układu wzbogacania węgla w pełnym zakresie uziarnienia

Znajdują one zastosowanie w tych zakładach przeróbczych, gdzie są tworzone warunki techniczne do wzbogacania węgla w pełnym zakresie uziarnienia i do sku-tecznego odwadniania uzyskanych produktów, przy zachowaniu wymogów ochrony

173

środowiska naturalnego. Dotyczą więc głównie zakładów przeróbczych poddawanych kompleksowej modernizacji, jak również zakładów tradycyjnie postrzeganych jako technicznie bardziej rozwinięte, ze względu na to, że zaprojektowano je dla węgli typu 33. Pewne istotne fragmenty tych technologii są coraz szerzej uwzględniane w zakła-dach przeróbczych poddawanych modernizacji technicznej i technologicznej. Charak-terystyczne dla tego rozwiązania technologicznego jest zastosowanie procesu fizyko- chemicznego jako jedynego dla mułów węglowych o uziarnieniu poniżej (0,1)0,5 mm.

5.1.4.4. Wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia

Ostatnią grupę rozwiązań w przeróbce mechanicznej stanowią technologie prze-znaczone do wzbogacania węgli koksowych w pełnym zakresie uziarnienia, z flotacją pianową dla najdrobniejszych węgli o wielkości poniżej 0,3 mm (rys. 5.32). Obecnie dominują one w zakładach przeróbczych, w których wzbogaca się węgle typu 35. Pozwalają także uzyskać koncentraty węglowe o bardzo wysokiej jakości, wykorzy-stywane w karbochemii. Zakłady przeróbki mechanicznej przeznaczone do wzboga-cania węgli koksowych, w szczególności węgli typu 35, reprezentują obecnie dobry poziom techniczny, a po gruntowej zmianie technologii odwadniania, według koncep-cji GIG, będą odpowiadały standardom światowym.

Koncentrat gruboziarnisty

Przerost Przerost

Muł Muł

+ 10 (20) mm-10 (20) mm

Muł wzbogacony

Przygotowanie węgla

Klasyfikacja wstępna

Gospodarkawodno-mułowa

z flotacją

Wzbogacaniewęgla grubego

Węgiel wsadowy

Odpady

Wzbogacanie węgla drobnego

Węgiel dla energetyki

Odpady

Kruszenie

Kruszenie

Rys. 5.32. Schemat układu wzbogacania węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia

174

5.1.4.5. Elementy technologiczne procesu przeróbki węgla kamiennego

Do elementów technologicznych procesów mechanicznej przeróbki węgla ka-miennego należy zaliczyć: • przygotowanie węgla, • klasyfikację wstępną, • wzbogacanie węgla, • odwadnianie produktów wzbogacania, • zagęszczanie i filtrację, • gospodarkę wodno-mułową, • klasyfikację produktów finalnych.

Istotnym elementem wchodzącym także w zakres infrastruktury systemowej, jest monitoring procesów przeróbczych.

Technologie oraz maszyny i urządzenia wykorzystywane w kolejnych procesach mechanicznej przeróbki węgla kamiennego, zestawiono w tabeli 5.8.

Tabela 5.8. Technologie i maszyny przeróbki mechanicznej węgla kamiennego I. Wzbogacanie węgli energetycznych

Ia. Wzbogacanie węgla o uziarnieniu powyżej 20(10) mm1. Przygotowanie węgla 2. Klasyfikacja wstępna 4.1. Przesiewacze wibracyjne1.1. Przesiewacze rusztowe (wałkowe) lub wibracyjne 2.1. Przesiewacze wibracyjne 4.2. Rekuperatory1.2. Taśmy przebiercze 3. Wzbogacanie węgla 5. Zagęszczanie i filtracja1.3. Kruszarki szczękowe 3.1. Wzbogacalniki z cieczą ciężką 5.1. Zagęszczacze promieniowe1.4. Uławiacze części metalowych 4. Odwadnianie 5.2. Filtry tarczowe próżniowe

Ib. Wzbogacanie węgla o uziarnieniu powyżej 0,1 mm1. Przygotowanie węgla 3.1. Wzbogacalniki z cieczą ciężką 4.2. Rekuperatory1.1. Przesiewacze rusztowe (wałkowe) lub wibracyjne 3.2. Osadzarki wodne pulsacyjne 4.3. Wirówki wibracyjne1.2. Kruszarki szczękowe 3.3. Hydrocyklony 5. Zagęszczanie i filtracja1.3. Uławiacze części metalowych 3.4. Cyklony z cieczą ciężką 5.1. Zagęszczacze promieniowe2. Klasyfikacja wstępna 3.5. Wzbogacalniki spiralne 5.2. Filtry tarczowe próżniowe2.1. Przesiewacze wibracyjne 4. Odwadnianie 5.3. Filtry hiperbaryczne3. Wzbogacanie węgla 4.1. Przesiewacze wibracyjne 5.4. Prasy filtracyjne

Ic. Wzbogacanie węgla w pełnym zakresie uziarnienia1. Przygotowanie węgla 3.1. Wzbogacalniki z cieczą ciężką 4.4. Wirówki sitowo-sedymentacyjne 1.1. Przesiewacze rusztowe (wałkowe) lub wibracyjne 3.2. Osadzarki wodne pulsacyjne 5. Zagęszczanie i filtracja1.2. Kruszarki szczękowe 3.3. Flotowniki 5.1. Zagęszczacze promieniowe1.3. Uławiacze części metalowych 4. Odwadnianie 5.2. Filtry tarczowe próżniowe2. Klasyfikacja wstępna 4.1. Przesiewacze wibracyjne 5.3. Filtry ciśnieniowe2.1. Przesiewacze wibracyjne 4.2. Rekuperatory 5.4. Prasy filtracyjne3. Wzbogacanie węgla 4.3. Wirówki wibracyjne 5.5. Prasy taśmowe

II. Wzbogacanie węgli koksowychIIa. Wzbogacanie węgla w pełnym zakresie uziarnienia

1. Przygotowanie węgla 3.1. Wzbogacalniki z cieczą ciężką 5. Zagęszczanie i filtracja1.1. Kruszarki szczękowe 3.2. Osadzarki wodne pulsacyjne 5.1. Zagęszczacze promieniowe1.2. Przesiewacze wibracyjne 3.3. Flotowniki 5.2. Filtry tarczowe próżniowe1.3. Uławiacze części metalowych 4. Odwadnianie 5.3. Filtry ciśnieniowe1.4. Kruszarki bębnowe 4.1. Przesiewacze wibracyjne 5.4. Prasy filtracyjne2. Klasyfikacja wstępna 4.2. Rekuperatory 5.5. Prasy taśmowe2.1. Przesiewacze wibracyjne 4.3. Wirówki wibracyjne 6. Suszenie koncentratów3. Wzbogacanie węgla 4.4. Wirówki sitowo-sedymentacyjne 6.1. Suszarki

175

PRZYGOTOWANIE WĘGLA Wydobyty na powierzchnię urobek węglowy jest kierowany do węzła przygo-

towania. Przygotowanie to powinno zapewnić skuteczne usuwanie zanieczyszczeń z węgla w stopniu wymaganym dla prawidłowego prowadzenia następnych operacji przeróbczych, jak również dobre uśrednienie parametrów jakościowych węgla. Przyjęte aktualnie rozwiązania zarówno dla węgli energetycznych, jak i koksowych, w zasadniczej części, spełniają te wymagania. Ich realizacja jest możliwa dzięki zastosowaniu nowoczesnych maszyn i urządzeń, takich jak: przesiewacze wibracyj-ne i rusztowe, kruszarki szczękowe, kruszarki bębnowe oraz uławiacze żelaza.

KLASYFIKACJA WSTĘPNA Obecny kształt węzła klasyfikacji wstępnej został ustalony przez stosowany po-

wszechnie od dawna model wzbogacania węgla kamiennego. Zakłada on oddzielne wzbogacanie węgli gruboziarnistych w cieczy ciężkiej lub w osadzarkach oraz od-dzielne wzbogacanie klas drobnych w ośrodku wodnym, głównie w osadzarkach. Stąd też w większości zakładów przeróbczych, klasyfikacja wstępna, uprzednio przygoto-wanego węgla, daje dwie klasy ziarnowe. Niezależnie od tego istnieją przypadki, że wydzielony miał węglowy jest poddawany jeszcze dalszej klasyfikacji sitowej w celu uzyskania i przygotowania wąskiej klasy ziarnowej do procesu wzbogacania, np. we wzbogacalnikach zwojowych lub w hydrocyklonach water-only. Podział urobku wę-glowego na dwie technologiczne klasy ziarnowe odbywa się obecnie na sucho z wykorzystaniem różnych typów przesiewaczy: od rezonansowych do wibracyjnych o drganiach liniowych, kołowych i eliptycznych, w tym najbardziej zaawansowanych przesiewaczy typu PZ z łamanymi pokładami sitowymi, dostosowanych do pracy przy cienkiej warstwie węgla na sicie. Urządzenia te, oprócz przesiewaczy PZ, stosuje się najczęściej w układzie wielostopniowym.

WZBOGACANIE WĘGLA

Wzbogacanie węgla może być realizowane grawitacyjnie lub metodami fizyko-chemicznymi.

WZBOGACANIE GRAWITACYJNE O wyborze danej metody i technologii wzbogacania decydują typy węgla oraz

stopień zanieczyszczenia urobku. Ogólnie można stwierdzić, że wyższe typy węgla kamiennego są wzbogacane w szerszym zakresie, z wykorzystaniem nowocześniej-szych maszyn. Typowymi technologiami wzbogacania grawitacyjnego węgla w za-kładach są: separacja we wzbogacalnikach z cieczą ciężką (płuczkach ziarnowych) oraz wzbogacanie w osadzarkach wodnych (płuczkach miałowych). We wszystkich polskich zakładach przeróbczych pracują płuczki ziarnowe różnego typu, które wzbogacają węgiel powyżej (10)20 mm. Również wszystkie zakłady przeróbcze (z wyjątkiem kopalni „Pokój”) są wyposażone w różne płuczki miałowe o zakresie wzbogacania węgla od 0,1(0,5) lub (3) do (10)20 mm. Do wzbogacania drobniej-szych klas węgla stosuje się również inne metody, wykorzystując do tego: hydrocy-klony, cyklony z cieczą ciężką, wzbogacalniki spiralne i flotowniki.

176

WZBOGACANIE WĘGLA METODAMI FIZYKOCHEMICZNYMI Do metod fizykochemicznego wzbogacania węgla można zaliczyć:

• Flotację pianową opartą na fizykochemicznych własnościach powierzchni ziarn węglowych, będącą podstawową technologią wzbogacania miałów węglowych o uziarnieniu poniżej 0,5 mm. W polskich zakładach przeróbczych wzbogaca się tą metodą całość miałów węgla koksowego, jak również pewną część miałów wę-gli energetycznych.

• Aglomerację olejową stosowaną do wydzielania najdrobniejszych klas ziarnowych węgla z zawiesin i pulp o dużym zapopieleniu. Metoda ta, niestosowana w Polsce, jest oparta na tworzeniu aglomeratów ziarn węglowych pod wpływem dodatku stosunkowo dużej ilości oleju napędowego, dochodzącej do 10% w stosunku do ilości części stałych w zawiesinie.

• Technologie wykorzystujące procesy fizykochemiczne w celu uzyskania węgla o minimalnym zapopieleniu (poniżej 1% popiołu). Metody przeznaczone do celów specjalnych (silniki diesla, turbiny) nie są w Polsce stosowane. Można do nich za-liczyć obróbkę chemiczną, polegającą na trawieniu kwasami lub stopionym wodo-rotlenkiem sodu.

Proces wzbogacania bardzo drobnych ziaren węgla poniżej 0,5 mm prowadzi się w maszynach flotacyjnych. Maszyny (flotowniki) te dzieli się najczęściej według spo-sobu napowietrzania zawiesiny. Na podstawie tego kryterium można wyróżnić trzy podstawowe typy maszyn: • maszyny (flotowniki) mechaniczne, • maszyny (flotowniki) pneumomechaniczne, • maszyny (flotowniki) pneumatyczne.

Znane są również inne typy maszyn, takie jak: próżniowe, cyklonowe, elektroflo-tacyjne oraz kombinowane, które nie odgrywają znaczącej roli w przemyśle.

ODWADNIANIE KONCENTRATÓW WĘGLOWYCH

Technologie odwadniania koncentratów węglowych w zakładach przeróbczych należy odnieść do koncentratów gruboziarnistych, miałowych oraz niskopopiołowych mułów węglowych.

W zakresie odwadniania koncentratów gruboziarnistych powszechnie są stosowa-ne przesiewacze wibracyjne o drganiach liniowych lub eliptycznych, zapewniające uzyskanie końcowej zawartości wilgoci w przedziale 3–5%.

Technologie odwadniania koncentratów miałowych węgli energetycznych i kokso-wych bazują na sitach stałych oraz wirówkach wibracyjnych i ślimakowych. Najnowsze rozwiązania, według koncepcji GIG, zakładają stosowanie bardziej efektywnych wirówek ślimakowych oraz zmianę uziarnienia odwadnianego koncentratu.

Sposób odwadniania przyjęty dla ziarn najdrobniejszych, mułów surowych, czy koncentratów flotacyjnych, wykorzystuje proces filtracji próżniowej. W celu dalszego obniżania zawartości wilgoci w koncentratach flotacyjnych węgli koksowych stosuje się ponadto proces termicznego suszenia z wykorzystaniem suszarek bębnowych.

177

GOSPODARKA WODNO-MUŁOWA

Zawiesiny ze wzbogacania i odwadniania węgli są poddawane wielu procesom wodno-mułowym, takim jak: klasyfikacja, klarowanie i zagęszczanie oraz flotacja i odwadnianie. Procesy te, odpowiednio uszeregowane, mają za zadanie wydzielenie całości najdrobniejszych ziarn i ich odwodnienie oraz przygotowanie oczyszczonej wody do ponownego jej wykorzystania w operacjach przeróbczych, uzupełnionej o straty wody z produktami wzbogacania.

KLASYFIKACJA PRODUKTÓW FINALNYCH

Stosowane obecnie w praktyce przemysłowej układy technologiczno-maszynowe klasyfikacji końcowej dotyczą w zasadzie tylko węgli energetycznych, zbywanych w sortymentach handlowych, nie obejmują natomiast węgli przeznaczonych do kok-sowania. Przyjęte rozwiązania bazują na przesiewaczach wibracyjnych jedno- i dwupokładowych. Klasyfikacja końcowa koncentratów węglowych może być pro-wadzona jako jedno-, dwu- lub trójstopniowa, dając od trzech do sześciu sortymentów handlowych, w zależności od zastosowanych otworów w pokładach sitowych, których jest: 10, 20, 30, 50, 80. Produkty finalne klasyfikacji końcowej oraz sortymenty mia-łowe są kierowane do węzła załadunku, który może być zlokalizowany w budynku płuczki lub w oddzielnym budynku.

5.1.4.6. Wstępna ocena stanu technologii przeróbki mechanicznej

Systemy przeróbki węgla kamiennego są dostosowane do jego charakterystyki technologicznej oraz do wymagań jakościowych odbiorców krajowych i zagranicz-nych. Z kolei poziom techniczny wyposażenia zakładów przeróbczych w maszyny i urządzenia oraz zakres wzbogacania węgla zależy od typu węgla.

W zakładach przeróbczych węgli energetycznych można wyróżnić podstawowy system technologiczny, w którym jest wzbogacana tylko klasa ziarnowa 200–20 mm w cieczy ciężkiej, udoskonalony system technologiczny, który przewiduje wzbogaca-nie klasy ziarnowej 200–20 mm w cieczy ciężkiej klasy 20–0,1 mm w ośrodku wod-nym oraz zmodernizowany system technologiczny, w którym następuje wzbogacanie węgla w pełnym zakresie uziarnienia: w cieczy ciężkiej klasy – 200–20 mm, w ośrod-ku wodnym – klasy 20–0,5 mm i w procesie flotacji – klasy 0,5–0 mm. W przypadku węgla koksowego wzbogacanie jest prowadzone, podobnie jak w przypadku węgli energetycznych, w systemie zmodernizowanym, w pełnym zakresie uziarnienia, z uwzględnieniem suszenia flotokoncentratu. Węgiel o uziarnieniu powyżej 20 mm jest wzbogacany we wszystkich stosowanych systemach. Miały węgli koksowych są wzbogacane w całości, natomiast miały węgli energetycznych w ograniczonej ilości. Ogółem wzbogaca się około 50% produkowanych miałów.

Dokonany przegląd stanu technologii wzbogacania węgla energetycznego w gór-nictwie polskim pokazuje, że zakłady przeróbki mechanicznej charakteryzuje zróżni-cowany poziom rozwoju technologicznego. W niektórych zakładach poziom ten jest wysoki. Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie jest prowadzone

178

w 8 na 35 zakładów przeróbki, zaś wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie jest prowadzone we wszystkich zakładach przeróbki. Poziom tych technologii należy uznać za wysoki.

Analizując stan technologii przeróbki mechanicznej węgla w Polsce, trzeba pod-kreślić, że na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat, wprowadzono do zakładów przerób-czych wiele nowych rozwiązań technologicznych i technicznych. Postęp ten uwidacznia się w obszarze przeróbki węgli najdrobniejszych, a w szczególności w zakresie ich mechanicznego odwadniania, które nadal jest „najsłabszym punktem” polskich zakładów przeróbczych.

Rozwiązania technologiczne, stosowane w zakładach przeróbczych, w zakresie wzbogacania węgli oraz gospodarki wodno-mułowej, są na dobrym poziomie.

W obszarze produkcji podstawowych maszyn i urządzeń dla przeróbki węgla, takich jak: przesiewacze do klasyfikacji wstępnej, wzbogacalniki cieczy ciężkiej, osa-dzarki, odwadniarki wibracyjne i maszyny flotacyjne, polska przeróbka mechaniczna węgla jest samowystarczalna.

5.2. Ocena innowacyjności technologii stosowanych dotychczas w przemyśle wydobywczym węgla kamiennego

5 . 2 . 1 . M e t o d y k a o c e n y i n n o w a c y j n o ś c i i j e j h i e r a r c h i z a c j i

Mimo dużej różnorodności cech charakteryzujących innowacyjność, jej ocena musi być prowadzona w oparciu o kryteria pozwalające w taki sam sposób (lub przy-najmniej bardzo podobny) oceniać innowacyjność stosowanych technologii eksploata-cji węgla, technik i technologii mechanizacyjnych, technologii przeróbki węgla kamiennego oraz rozwiązań systemowego zasilania, systemowej informatyki i syste-mowej automatyki. Dlatego też dla każdej grupy tematycznej zastosowano taki sam sposób oceny innowacyjności stosowanych dotychczas technologii, przekształcając metodykę na charakterystykę cech danej grupy technologii.

5.2.1.1. Mierniki oceny innowacyjności

CHARAKTERYSTYKA WSKAŹNIKÓW

Ocena innowacyjności stosowanych dotychczas technologii może służyć wielu celom. Dla scenariuszy rozwoju przemysłu wydobywczego węgla kamiennego naji-stotniejsze jest określenie natężenia innowacyjności, które pozwala na ich hierarchiza-cję. Służy to pośrednio podejmowaniu właściwych decyzji o kierunkach rozwoju technologii.

Niezależnie od dziedziny życia gospodarczego, podejmowanie decyzji jest jed-nym z podstawowych procesów (Tyszka 1986). Obserwując efekty podjętej decyzji, bez względu na to czy jest ona trafna, czy nie, można ją racjonalizować. Dzięki temu proces decyzyjny jest doskonalony, ułatwia wysuwanie hipotez dotyczących rozważa-

179

nych zdarzeń, ułatwia też określanie kierunków rozwoju zjawisk w przeszłości i przy-szłości – czyli prognoz (Griffin 2000). Jednak w przypadku problemów złożonych, pomimo posiadania tych umiejętności, człowiek napotyka trudności w podejmowaniu decyzji, w potwierdzaniu lub obalaniu hipotez, czy też w interpretowaniu zagadnień. Następstwem tego jest konstruowanie coraz lepszych narzędzi diagnostycznych, do których na pewno należą wskaźniki (Szromek 2007) umożliwiające optymalizację oceny, a przez to poprawę trafności podejmowanych decyzji. Jest to zresztą zgodne z ideą cechującą badacza, niezależnie od uprawianej przez niego dziedziny nauki, któ-ra mówi, że badacz powinien kierować się przekonaniem o potrzebie ciągłego dosko-nalenia sposobów pomiaru zjawisk zachodzących w środowisku otaczającym człowieka (Kukuła 2000).

W każdej dziedzinie nauki funkcjonuje trudna do zliczenia ilość wskaźników, różniących się swym charakterem, przez co trudno podporządkować je jednej, precy-zyjnej definicji. Jednak najczęściej uznaje się, że wskaźnik, aby nim był, powinien odpowiadać ogólnemu pojęciu wskaźnika, z którego wynika, że wskaźnikiem jakiegoś zjawiska Z nazywać będziemy takie zjawisko W, którego zaobserwowanie pozwoli (w sposób bezwyjątkowy lub z określonym, lub choćby z wyższym od przeciętnego prawdopodobieństwem) określić, iż zaszło zjawisko Z (Nowak S. 1965). Inaczej mó-wiąc, aby przewidzieć, czy zajdzie zjawisko Z, trzeba najpierw rozpoznać zjawisko W, po którym zjawisko Z zachodzi stale, czy też z określonym prawdopodobieństwem.

W teorii wskaźników przyjmuje się też, że jeśli zaistnieje sytuacja, gdy nie ma się do czynienia ze zjawiskiem, ale z przedmiotem posiadającym określone cechy, to wówczas uznaje się, że cecha W jest wskaźnikiem posiadania cechy Z przez przedmiot P, jeśli na podstawie tego, że przedmiot ten posiada cechę W możemy orzec, iż posia-da on cechę Z lub też, iż cecha W pociąga za sobą określoną lub też wyższą od prze-ciętnej szansę posiadania cech Z przez przedmiot (Nowak S. 1965).

Inna, równie ogólna definicja wskaźnika podaje, że własność A jest wskaźnikiem własności B, jeżeli własności te łączy jakiś stały związek o charakterze bezwyjątkowej lub statystycznej regularności (Pawłowski 1969). Przy czym własności A i B nie mu-szą przysługiwać temu samemu przedmiotowi.

Z kolei według zasad obowiązujących w ekonomii, wskaźnik jest relacją pomię-dzy dwoma (lub więcej) różnymi liczbami zaczerpniętymi z materiałów źródłowych. Jest on użyteczny tylko wtedy, kiedy zostanie porównany z innymi wskaźnikami. A za-tem relacje ekonomiczne mogą być porównane z danymi postulowanymi w czasie i przestrzeni, co jest podstawą analizy porównawczej (Bednarski i inni 1996). Brak porównywalności może doprowadzić do błędnych wniosków.

Od funkcji, jakie wskaźnik ma pełnić, zależy jego konstrukcja. A ta ma związek z potrzebami użytkownika oraz wiedzą i pomysłowością konstruktora. Co prawda, proces konstrukcji wskaźników ma stałą kolejność następujących po sobie operacji, jednak ze względu na podejście sytuacyjne nie sposób jest ustalić jedną, jedyną proce-durę tworzenia. Zazwyczaj etapy i ich kolejność przedstawiają się następująco (Nowak S. 1965): 1) ustalenie wszystkich (możliwych do ustalenia) aspektów, dotyczących badanego

zjawiska i zmiennych opisujących te zjawiska,

180

2) wyselekcjonowanie aspektów i zmiennych priorytetowych, 3) wygenerowanie wartości wskaźnika, który dostarcza precyzyjnych informacji o po-

szczególnych aspektach lub diagnozy (syntetycznej oceny) całości zagadnienia, 4) ustalenie optymalnej wersji postaci wskaźnika w wersji iteracyjnej, 5) ciągła aktualizacja (modernizacja i doskonalenie) wskaźnika.

W pierwszym etapie bardzo ważne jest, aby stanowił on możliwie pełną bazę aspektów mających znaczenie dla badanego zjawiska. A to zależy głównie od wiedzy merytorycznej i od wiedzy praktycznej konstruktora (konstruktorów), a czasem rów-nież jego intuicji. Im szersza baza, tym większe prawdopodobieństwo dokonania wła-ściwej ich selekcji.

Najczęściej selekcję zmiennych diagnostycznych – etap drugi – przeprowadza się według kryteriów stosowanych przy konstrukcji modeli ekonometrycznych (Kukuła 2000): • zmienne diagnostyczne: muszą odgrywać istotną rolę w opisie analizowanego

zjawiska, muszą być dostępne dla badacza prowadzącego badania empiryczne, powinny (w miarę możliwości) być zmierzone w skalach ilościowych (interwało-wej lub ilorazowej),

• wyłonione zmienne diagnostyczne powinny być słabo skorelowane między sobą (tak aby nie powielały informacji niesionej przez inne zmienne), a silnie skorelo-wane ze zmiennymi odrzuconymi,

• zmienne diagnostyczne powinny mieć wysoki stopień zmienności oraz wysoki stopień względnej wartości informacyjnej.

Na tym etapie, jeśli dochodzi do prostych porównań, opierających się na jednej wielkości – na przykład zmiennej analitycznej absolutnej lub stosunkowej, będącej stymulantem (stymulantą) lub destymulantem (destymulantą) – porządkowanie nie sprawia większych trudności. Natomiast w przypadku rozbudowanych rankingów, to znaczy z dużą liczbą cech, które w dodatku mają różną rozpiętość wartościową lub są nominantami, porządkowanie zazwyczaj bywa kłopotliwe. Pomocne wówczas jest zastosowanie wskaźników ujmujących w jednej skali wartości ilościowe i syntetyczne wartości różnych cech.

Generowanie wartości wskaźnika – etap trzeci – jest etapem kluczowym, bowiem musi uzewnętrznić optymalną liczbę cech, jakie powinien posiadać wskaźnik. Charak-ter struktury konstrukcji jest zależny więc od stopnia jej skomplikowania. Przy czym badanie potencjalnych, a więc istotnych cech, których zmienność konstruowany wskaźnik musi opisywać, powinno uwzględniać także jakość poszukiwanego miernika w ujęciu całościowym. Oznacza to potwierdzanie wiarygodności uzyskiwanych za jego pomocą ocen (Nowak E. 1990).

Zróżnicowanie konstrukcji wskaźników jest bardzo duże. Dla potrzeb niniejszej pracy wystarczy zasygnalizować, że zawierają się one (Miller 1999) w przedziale: • od wskaźników struktury ws, określających względny udział badanych jednostek

z wyróżnionymi wariantami cechy y1 w całej zbiorowości zjawiska Y

181

ws = Y

y1 (5.1)

• po wskaźniki dynamiki wd, będące stosunkiem poziomu zjawiska w jednym okre-sie yA do poziomu zjawiska w drugim okresie yB

wd = B

A

y

y (5.2)

Ustalenie optymalnej wersji wskaźnika – etap czwarty – jest ściśle powiązane z omówionym etapem trzecim. Najczęściej bowiem w procesie poszukiwania jego ostatecznej wersji, opisującej określony aspekt lub całe zjawisko, dokonuje się wielo-krotnych zmian jego konstrukcji. Najczęściej, podstawą do zmian są wyniki weryfika-cji wskaźnika pod względem wierności generowanych wartości z poziomem opisywanego zjawiska złożonego. Pozwala to określić wielkość zaufania, jakie można mieć, kierując się danym wskaźnikiem, a więc określić poziom wiarygodności jakości oceny.

I wreszcie etap piąty konstrukcji – modernizacja i aktualizacja wskaźnika – pole-gający na ciągłym poszukiwaniu nowych, dotychczas niezdiagnozowanych obszarów i poszukiwaniu najlepszej formy i konstrukcji dla jego wiarygodnego zdiagnozowania. W zasadzie polegać to może na modernizacji tylko konkretnego, pojedynczego wskaźnika lub modernizacji wskaźnika bardziej ogólnego – na przykład typu „klasyfi-kacja”, „prognoza” – wykorzystującego poszczególne, pojedyncze wskaźniki, przez skonstruowanie nowego wskaźnika, obejmującego nieowskaźnikowany obszar, a bę-dący przypisanym, jako kolejny element, do wskaźnika ogólnego.

Często stosowaną typologią wskaźników jest ich podział ze względu na charakter zjawiska wskazywanego oraz typ związku między zjawiskiem a wskaźnikiem, przy czym uznaje się za zasadne, aby wskaźnik był zawsze zjawiskiem lub cechą obser-wowalną. Nie wymaga się tego natomiast od zjawiska wskaźnikowego, które może, ale nie musi być zjawiskiem obserwowalnym. W tak rozumianej typologii wyróżnia się trzy kategorie wskaźników (Pawłowski 1969).

Pierwsza kategoria wskaźników, to wskaźniki korelacyjne, nazywane także empirycznymi. W ich przypadku teza o zachodzeniu pewnej korelacji między wskaź-nikiem a zjawiskiem przezeń wskazywanym – nazywanym indicatum – jest tezą empi-ryczną, czyli rozstrzyganą na drodze obserwacji. A więc nie sam wskaźnik jest empiryczny, obserwowalny. Bezpośrednio na drodze obserwacji jest rozstrzygany związek między wskaźnikiem a indicatum, co wynika z charakteru tego związku.

Drugim rodzajem wskaźników są wskaźniki definicyjne. Ich dobór jest zarazem zdefiniowaniem pewnego terminu. Wyróżnić można dwie odmiany tych wskaźników. Pierwszą są wskaźniki definiujące pewne zespoły zjawisk, zdarzeń czy zachowań bezpośrednio obserwowalnych. Drugą odmianą są wskaźniki definiujące dyspozycje do takich zachowań czy występowania odpowiednich zdarzeń. Przy czym pod poję-ciem dyspozycje, rozumie się częste pojawianie się, czy też pojawianie się w określo-nych okolicznościach, pewnej własności czy zachowania.

182

Trzecią kategorią są wskaźniki inferencyjne. Charakteryzują się one tym, że po-jęcie Z, do którego dobieramy wskaźnik W, jest takie, że: • termin oznaczający wskaźnik W nie wchodzi do definicji (to znaczy nie jest termi-

nem objaśniającym – definiensem) pojęcia Z, którego znaczenie jest znane (ustalo-ne) niezależnie od W, na przykład znane jest intuicyjnie lub zostało ustalone przez postulaty pewnej teorii,

• jednocześnie zjawisko Z nie może być obserwowalne bezpośrednio, lecz jedynie można wnioskować o jego zajściu, czyli o jego istnieniu inferujemy z faktu zajścia wskaźnika W; zjawisko Z jest wówczas ukrytą, hipotetyczną zmienną nieobser-wowalną, ale realną i posiadającą wiele obserwowalnych następstw.

Zależność łącząca obie własności, to znaczy wskaźnik i zjawisko wskazywane, jest wyrażana jako

[ ]∏ →x

xBxA )()( (5.3)

co oznacza, że dla każdego x jest tak, że jeśli x posiada własność A, to posiada rów-nież własność B.

Jeśli jednak jakieś zdarzenie będzie wprowadzać jednocześnie kilka wskaźników, to postać zależności będzie definiowana jako

[ ]∏ ≡x

xBxA )()( (5.4)

co oznacza, że dla każdego x jest tak, że A(x) jest równoważne B(x), czyli jeśli zacho-dzi A(x), to zachodzi B(x) i jeśli nie zachodzi A(x), to nie zachodzi B(x).

Zatem powyższa formuła wprowadza własność A jako wskaźnik własności B, a jednocześnie własność nie-A jako wskaźnik własności nie-B.

Istnieje jeszcze trzecia możliwość, gdzie dla każdego x jest tak, że jeśli x ma wła-sność A, to fakt, że x ma też własność W, pociąga za sobą to, że ma własność C, a wy-rażone to jest jako

[ ]{ }∏ →→x

xCxWxA )()()( (5.5)

A więc koniunkcja własności A i W (5.5) jest wprowadzona jako wskaźnik własno-ści C.

Związek między wskaźnikiem a indicatum może mieć też charakter związku na-turalnego lub umownego. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z twierdze-niem empirycznym, to znaczy z prawdziwym lub fałszywym – zależnie od jego zgodności lub niezgodności ze stwierdzonym stanem rzeczy. Natomiast w drugim przypadku związek umowny ustala sens terminu oznaczającego indicatum za pomocą terminu oznaczającego wskaźnik. Zatem, gdy własność A jest wskaźnikiem własności B, to sam termin wskaźnika własności A dostarcza kryteriów stosowalności terminów B (własności wskazywanej).

183

Istotnym dla oceny innowacyjności jest podział miar, parametrów na wskaźniki ilościowe i jakościowe.

Wskaźnik ilościowy jest definiowany (Nowak Z. 2001) jako liczba (względna lub bezwzględna) wyrażająca poziom danego zjawiska (zmiennej), przedstawiona w po-staci bezwzględnej lub względnej. Jest on zazwyczaj wartością otrzymaną na podsta-wie parametru, czyli cechy, którą można obserwować i mierzyć. Wartość ta odnosi się do informacji lub dostarcza informacji, która opisuje badane zjawisko (bądź jego część) o znaczeniu wychodzącym poza samą wartość parametru (cechy). Natomiast parametrem nazywamy wspomnianą wartość, którą można obserwować i mierzyć.

Z kolei wskaźnik jakościowy jest definiowany (Lange 1973) jako liczba określa-jąca różnicę między poziomem przebadanego zjawiska W i przyjętego dla jego skut-ków poziomu bezpieczeństwa a poziomem skutków obserwowanego zjawiska Z. Przy czym poziom jest mierzony odpowiednimi dla danego zjawiska parametrami, a za poziom bezpieczeństwa można przyjmować kryteria uznane za właściwe dla danego zjawiska.

Obydwa typy wskaźników zostały wykorzystane w niniejszej ocenie innowacyj-ności.

CHARAKTERYSTYKA WIELOKRYTERIALNEJ OCENY INNOWACYJNOŚCI

Różnorodność kryteriów mogących określać innowacyjność pozwala z jednej strony na w miarę obiektywny dobór kryteriów gradacji innowacyjności, zaś z drugiej – wybór ten komplikuje.

Wyznaczenie kryteriów innowacyjności może na przykład być skojarzone z wy-znaczeniem obszarów i zagadnień krytycznych występujących aktualnie. Technologie innowacyjne powinny natomiast wynikać z kierunków rozwoju zmierzających do rozwiązania zagadnień krytycznych (Wasilewski 2007). Do obszarów krytycznych można zaliczyć: • obowiązywanie europejskich przepisów górniczych i pozagórniczych, • obowiązywanie europejskich standardów bezpieczeństwa pracy, • pogorszenie się warunków górniczo-geologicznych, • występowanie skojarzonych zagrożeń naturalnych, • zmieniające się warunki otoczenia makroekonomicznego, • niedostateczne wskaźniki wydajnościowe, w tym wydajność maszyn i urządzeń, • zapóźnienia w rozwoju technik mechanizacyjnych i automatyzacji, • ograniczenia techniczne uwarunkowane historycznie.

Uwzględniając występowanie wymienionych obszarów krytycznych, można pod-jąć próbę wskazania zagadnień krytycznych, których rozwiązanie warunkuje dokona-nie postępu technologicznego. Postęp ten będzie możliwy przez zintensyfikowany rozwój wytypowanych technologii w ramach wytyczonej strategii rozwoju.

Zagadnienia krytyczne wynikają bezpośrednio z występujących obszarów kry-tycznych. 1) Zagadnienie ogólne – brak rządowej, długoterminowej i wielowariantowej progno-

zy energetycznej kraju, uwzględniającej zapotrzebowanie na węgiel kamienny.

184

2) Zagospodarowanie złóż węgla: a) brak symulacyjnego modelu projekcji zasobów przemysłowych i operatywnych,

pozwalającego na uwzględnienie nie tylko intensywności eksploatacji, ale rów-nież: - zmiany kryteriów kwalifikacji zasobów w aspekcie ekonomicznym, - wykorzystania złóż kopalń zlikwidowanych, - udostępniania złóż (budowa nowych poziomów eksploatacyjnych);

b) brak numerycznej dokumentacji złóż. 3) Technologie górnicze podstawowe:

a) technologie udostępniające i przygotowawcze: - niewystarczające postępy drążenia wyrobisk chodnikowych, - duża materiałochłonność obudów chodnikowych;

b) technologie eksploatacyjne: - niedostateczna wiedza o występujących zaburzeniach geologicznych i ich duży

wpływ na ciągłość i wydajność pracy przodków eksploatacyjnych, - efektywna eksploatacja pokładów cienkich, - efektywna eksploatacja pokładów w filarach ochronnych, w tzw. resztkach, - konieczność schodzenia z eksploatacją na coraz to większe głębokości, - brak kompleksowej gospodarki zasobami metanu, - skrócony czas pracy ze względu na warunki klimatyczne.

4) Mechanizacja podstawowych technologii górniczych: a) nierozstrzygnięty problem stosowania podwyższonego napięcia do zasilania

kompleksów ścianowych, b) brak kombajnu chodnikowego powszechnego stosowania o wysokich parame-

trach eksploatacyjnych, c) brak powszechnego stosowania wozów wiertniczych, d) znikome wykorzystanie maszyny do urabiania pokładów cienkich.

5) Technologie przeróbki węgla: a) niedostateczna dywersyfikacja produktów, b) brak zastosowania technologii alternatywnych do przeróbki mechanicznej węgla.

6) Technologie pomocnicze: a) transport:

- czasochłonne przemieszczanie załóg górniczych do i z przodków eksploatacyj-nych, ograniczające efektywny czas pracy,

- niedostateczna mechanizacja transportu przyprzodkowego, - brak systemów logistycznych w transporcie materiałów, - ograniczone zdolności wydobywcze transportu pionowego;

b) wentylacja: - odmetanowanie złoża – mała efektywność, brak odmetanowania przedeksploa-

tacyjnego, - trudne warunki klimatyczne – zwiększanie się obszaru i poziomu dyskomfortu

cieplnego, - brak powszechnego stosowania nowoczesnych metod zwalczania zapylenia;

185

c) odwadnianie – brak systemu prognozowania i realizacji odwadniania dla całego obszaru GZW.

7) Elementy zasadniczej infrastruktury systemowej: a) niski poziom techniczny urządzeń łączności dołowej, b) niski stopień automatyzacji procesów produkcyjnych, c) niedostateczne monitorowanie procesów produkcyjnych, d) brak centralnych systemów ewidencji i lokalizacji załogi pod ziemią.

Rozpoznanie technologii stosowanych do produkcji węgla kamiennego pokazuje, że w pewnych uwarunkowaniach możliwe i wystarczające jest stosowanie rozwiązań o kilkudziesięcioletnim rodowodzie, a w innych, prawie wyłącznie rozwiązania naj-nowsze. Można zatem mówić o dwóch poziomach technicznych technologii: poziomie zadowalającym i poziomie zaawansowanym.

Pod pojęciem poziom techniczny zadowalający rozumie się: • wszystkie rozwiązania umożliwiające bezpieczne prowadzenie ruchu w danych

uwarunkowaniach, bez odrębnych rygorów, lecz niezapewniające uzyskiwania wysokich efektów ekonomicznych,

• jego zanikowy charakter, oznaczający zastąpienie w najbliższym czasie aktualnie stosowanych rozwiązań rozwiązaniami nowszymi z takich powodów, jak na przy-kład: - fizyczne zużycie się i nieopłacalność lub wręcz niemożliwość zastąpienia ich

takim samym rozwiązaniem, - zmiany uwarunkowań i zaostrzenie rygorów w stosunku do koniecznych do za-

stosowania rozwiązań, - konieczność poprawy ekonomiki produkcji węgla.

Z kolei, pojęcie poziom techniczny zaawansowany, oznacza, że: • bez najnowocześniejszych rozwiązań nie byłoby możliwe spełnienie pewnych

nałożonych (przepisami) rygorów bezpieczeństwa, czy też uzyskanie wysokiej efektywności produkcji węgla, a także dokonanie pełniejszego rozpoznania zagro-żeń i zapewnienie co najmniej dostatecznego poziomu bezpieczeństwa,

• rozwiązania są przyszłościowe, czyli ich stosowanie jest możliwe w dłuższej per-spektywie, jak też jest możliwa ich modernizacja, zapewniająca dostosowanie do ewentualnych podwyższonych rygorów.

Innego rodzaju miarą innowacyjności technologii może być ocena według po-wszechności stosowania, w której wyróżnia się trzy grupy: • pierwsza – stosowanie powszechne, ze względu na niezbędność technologii przy

realizacji procesu produkcji węgla (z przyczyn technicznych), a także ze względu na obligatoryjność wymagań przepisów dla zakładów górniczych,

• druga – stosowanie warunkowe, które oznacza konieczność stosowania pewnych rozwiązań, ze względu na występujące zagrożenia i związaną z tym obligatoryj-ność przepisów prawa,

186

• trzecia – stosowanie dobrowolne, które nie jest konieczne, a wynika z możliwości (głównie finansowych) ich wykorzystywania, na przykład dla podniesienia bez-pieczeństwa, poprawy efektywności itp.

W ocenie innowacyjności technologii nie powinno się też pominąć takich zagad-nień, jak: • potencjalna zdolność produkcyjna, • efektywność ekonomiczna, • bezpieczeństwo pracy, • zmniejszenie uciążliwości dla otoczenia, w tym ograniczenie ilości odpadów.

A więc dla dokonania stosunkowo najpełniejszej oceny perspektyw technologii, zasadne jest wprowadzenie następujących pojęć: • technologia schyłkowa, • technologia rozwojowa, • technologia przyszłościowa (wyłaniająca się).

W odniesieniu do technologii schyłkowych należy uwzględniać to, że niestoso-wanie niektórych z nich nie oznacza uznania ich za „wymierające”. Sporadycznie, w niektórych uwarunkowaniach, takie technologie mogą, po odpowiedniej modyfika-cji, być wykorzystane w przyszłości. Wspomniana wcześniej potrzeba wybierania w przyszłości parcel nieregularnych, filarów resztkowych czy uwolnionych filarów ochronnych, będzie wymagać wykorzystania aktualnie zanikających systemów za-bierkowych czy chodnikowych.

Przedstawiony wyżej podział jest ściśle związany z występującymi warunkami gór-niczo-geologicznymi, które generują coraz więcej zagrożeń o wzrastającym poziomie niebezpieczeństwa dla załogi i ruchu zakładu górniczego. Stąd też kryterium efektywno-ści ekonomicznej produkcji węgla kamiennego jest i będzie zdeterminowane względami bezpieczeństwa pracy. O kosztach produkcji węgla będzie decydować najbardziej kosz-tochłonna zmienna, jaką jest wyposażenie przodków eksploatacyjnych. Im trudniejsze uwarunkowania, tym koszty wyższe. Wydaje się więc, że koszty będą też decydować o doborze takich technologii, które w perspektywie kilkunastu lat pozwolą na wybiera-nie zasobów niewymagających znacznych kosztów udostępnienia.

Oceniając innowacyjność dotychczas stosowanych technologii w górnictwie wę-gla kamiennego nie sposób pominąć także problematyki ochrony terenów górniczych, do których należą zagadnienia ochrony powierzchni czy ochrony środowiska. Szcze-gólnie w przypadku eksploatacji pokładów węgla pod zurbanizowanymi terenami.

Uwzględniając, w miarę możliwości, wszystkie powyższe aspekty, uznano, że najlepszą metodą oceny innowacyjności technologii będzie wielokryterialna ocena innowacyjności.

Pierwszym krokiem w metodzie wielokryterialnej oceny innowacyjności jest do-bór odpowiednich kryteriów, charakteryzujących obszar stosowania danej technologii. Następnie kryterium to podlega parametryzacji, przez przypisanie mu odpowiedniej wagi wi oraz określenie odpowiedniego poziomu przydatności. Natężenie innowacyj-ności NI danej technologii oblicza się ze wzoru

187

NI =Σ wi pi (5.6)

gdzie: wi – waga z przedziału (0–1) przypisana uwzględnianemu kryterium, przy czym

Σwi = 1, pi – przydatność danego kryterium w ogólnej ocenie innowacyjności, przy czym

uwzględnia się jej cztery poziomy: p1 = 0 – rozwiązanie mało przydatne, p2 = 1 – rozwiązanie o ograniczonej przydatności, p3 = 2 – rozwiązanie przydatne, p4 = 3 – rozwiązanie bardzo przydatne.

Najbardziej reprezentatywne kryteria przyjmą trzy stopnie gradacji innowacyjno-ści technologii: • stopień I – technologie rozwojowe, • stopień II – technologie rozpowszechnione, • stopień III – technologie zanikowe.

Ponadto, w stopniu I i II przyjęto trzy poziomy (subgradacja) natężenia stopnia innowacyjności: • „a” – najniższy, • „b” – pośredni, • „c” – najwyższy.

Wartość natężenia innowacyjności dla przyjętych wartości zależy głównie od wartości przypisanej przydatności (pi) i waha się w przedziale od NImin = 1,00 (pi = p1) do NImax = 3,00 (pi = p3). Zatem podział przedstawia się następująco: III – technologia zanikowa NI ≤ 1,50; IIa – technologia rozpowszechniona o najniższym poziomie innowacyjności 1,50 < NI ≤ 1,75; IIb – technologia rozpowszechniona o pośrednim poziomie innowacyjności 1,75 < NI ≤ 2,00; IIc – technologia rozpowszechniona o najwyższym poziomie innowacyjności 2,00 < NI ≤ 2,25; Ia – technologia rozwojowa o najniższym poziomie innowacyjności 2,25 < NI ≤ 2,50; Ib – technologia rozwojowa o pośrednim poziomie innowacyjności 2,50 < NI ≤ 2,75; Ic – technologia rozwojowa o najwyższym poziomie innowacyjności 2,75 < NI ≤ 3,00.

Ocenę innowacyjności według tej metody przeprowadzono w zespole ekspertów wewnętrznych jednostek naukowych i badawczo-rozwojowych uczestniczących w reali-zacji projektu (Wasilewski 2007).

188

5.2.1.2. Miernik oceny hierarchizacji

CHARAKTERYSTYKA METODY ANALIZY HIERARCHICZNEJ PROBLEMU

Dla zobiektywizowania wyników wielokryterialnej oceny innowacyjności doko-nano powtórnej oceny metodą Analizy Hierarchicznej Problemu – AHP (Analytic Hierarchy Process) – opracowaną przez Saaty’ego (1990, 1994, 1996). Służy ona przede wszystkim do wspomagania wyboru wariantów decyzyjnych. Wariantami tymi mogą być obiekty fizyczne, np. maszyny, produkty itp., jak i pewne stany reprezento-wane przez warianty projektowe lub realizacyjne, które prowadzą do osiągnięcia okre-ślonych stanów (jakości, bezpieczeństwa, ryzyka). Ponieważ ocena wariantów stanowi fazę przeddecyzyjną, za pomocą metody AHP, jest także możliwe dokonywanie oceny diagnostycznej lub porównawczej rozważanych obiektów.

Metoda AHP ujmuje podejście wielokryterialne, oparte na kompensacyjnej strategii modelowania preferencji i przy założeniu porównywalności wariantów. Uwzględnienie preferencji oceniającego, decydujących o subiektywności ocen, stanowi istotę podej-ścia wielokryterialnego, traktującego owe preferencje jako zjawisko naturalne dla ocen dokonywanych przez człowieka, w odróżnieniu od pomiarów mających charak-ter obiektywny.

Metoda AHP uwzględnia specyfikę psychologicznych procesów wartościowania, mających przede wszystkim charakter relacyjny i hierarchiczny. Zastosowanie tej me-tody we wspomaganiu decyzji ekonomicznych, technicznych czy społecznych po-twierdza jej przydatność, szczególnie w przypadkach, kiedy znaczna część kryteriów oceny ma charakter jakościowy, a doświadczenie oceniającego stanowi główne źródło ocen, mających charakter subiektywny. Modelowanie za pomocą hierarchicznej anali-zy problemu AHP jest przydatne szczególnie wtedy, gdy nie jest znana zależność funkcyjna między elementami problemu decyzyjnego, opisanego w postaci hierarchii czynników, natomiast jest możliwy do oszacowania efekt występowania danych wła-sności i ich skutek praktyczny. Podczas oceny wariantów następuje psychologiczna synteza domniemanych efektów, związanych z rozważanymi wariantami, przez odwo-łującą się do doświadczenia ocenę łącznego ich wpływu na spełnienie celu nadrzędne-go, znajdującego się na szczycie hierarchicznej struktury decyzyjnej. Cel nadrzędny jest zdefiniowany jako stan docelowy, o największym stopniu ogólności, wynikający z pomyślnego rozwiązania problemu decyzyjnego, np. uzyskania zadowalającego stanu bezpieczeństwa lub jakości. Jest on wynikiem realizacji celów głównych, przy-czyniających się do realizacji celu nadrzędnego. Cele główne składają się z celów cząstkowych (pomocniczych), które w przypadku ocen bezpieczeństwa stanowią spe-cyficzne atrybuty jakościowe rozważanych wariantów, odpowiadające pożądanym własnościom wpływającym na poziom bezpieczeństwa. Zastosowanie modelu hierar-chicznego pozwala ponadto na wykorzystanie kryteriów opisanych jakościowo, związanych z kontekstem sytuacyjnym, stanowiących zdecydowaną większość w sy-tuacjach, gdy ocena dotyczy poziomu bezpieczeństwa tworzonego nie tylko przez spełnienie wymagań określonych przepisami, ale także przez czynniki sytuacyjne o charakterze społecznym czy kulturowym.

189

Ograniczenie obliczeń w metodzie AHP do algebry liniowej i rachunku wektoro-wego ułatwia implementację komputerową oraz stosowanie metody w praktyce decy-zyjnej, co potwierdzają liczne przypadki zastosowania metody do rozwiązywania różnych problemów decyzyjnych (Satty 1994, 1996). Metoda AHP wykazuje przydat-ność szczególnie w sytuacjach, kiedy: • występuje hierarchia kryteriów oceny, reprezentujących różny poziom szczegóło-

wości, związana z hierarchią celów lub oczekiwanych korzyści, • większość kryteriów oceny wariantów nie ma charakteru ilościowego lecz jako-

ściowy, a ponadto znaczna część ocen jest obarczona subiektywnością oceniające-go (decydenta),

• występuje pełna porównywalność wariantów, np. gdy porównanie i ocena odby-wają się na zbiorze wariantów należących do tej samej klasy.

Metoda AHP znajduje zastosowanie w sytuacjach decyzyjnych, z którymi wiąże się różny poziom ryzyka niepowodzenia (np. Saaty 1994, 1996 oraz Arbel, Orgier 1990), np. w rozwiązywaniu problemów alokacji zasobów, ocenie zatrudnienia i de-cyzjach płacowych, zarządzaniu jakością, formułowaniu strategii marketingowych, wycenie wartości, wyborze wariantów, predykcji wyników, planowaniu, wspomaga-niu decyzji zespołowych, analizie korzyści/kosztów, wartościowaniu rozwiązań konstrukcyjnych, zarządzaniu produkcją, formułowaniu i wartościowaniu zasad stra-tegicznych, wartościowaniu zmian organizacyjnych, ocenie dostawców. U źródeł me-tody AHP leży twierdzenie Saaty’ego (1990), który, powołując się na liczne przykłady, uzasadnia, że osądy człowieka mają zawsze charakter relatywny, zależny od charakterystyki oceniającego, jego aktualnej roli i wyznawanego systemu wartości. W rezultacie spotyka się różne spojrzenia na problem decyzyjny (przedmiot oceny lub wartościowania), przejawiające się w różnych wagach istotności cząstkowych uży-teczności poszczególnych wariantów, a więc i kryteriów oceny. Wskazuje to na dale-ko idącą zgodność metody AHP z podejściem opartym na funkcji użyteczności, w którym agregacja preferencji odbywa się przez addytywną lub multiplikatywną po-stać funkcji wartości, opisującą subiektywną „wartość” rozważanych wariantów pod kątem funkcji celu. W metodzie AHP warianty decyzyjne podlegają analizie w ramach oceny porównawczej lub diagnostycznej. Agregacja ocen cząstkowych, zależnie od rodzaju oceny, odbywa się: • w ocenie porównawczej: przez obliczenie wektora uporządkowania zbioru pro-

duktów, • w ocenie diagnostycznej: przez zastosowanie addytywnej funkcji użyteczności,

której wartość stanowi podstawę określenia „odległości” produktu od umownego wzorca.

Analiza problemu decyzyjnego metodą AHP jest realizowana w czterech etapach. Etap 1 – następuje opracowanie hierarchicznej reprezentacji problemu według

pewnego określonego schematu (rys. 5.33).

190

Rys. 5.33. Schemat struktury hierarchicznej problemu

Na najwyższym poziomie piramidy hierarchicznej znajduje się zawsze jeden ele-ment, który opisuje cel nadrzędny. Postępując z góry do dołu, na każdym poziomie hierarchicznym wzrasta dokładność składowych, a podstawę piramidy na poziomie najniższym tworzą rozważane warianty decyzyjne czy też obiekty. Poziomy pośrednie zajmują czynniki składowe problemu, jak kryteria decyzyjne lub inne czynniki wpły-wające na stopień realizacji celu nadrzędnego i wybór najlepszego wariantu (obiektu). Liczba poziomów pośrednich zależy od złożoności problemu.

Etap 2 – polega na wygenerowaniu ocen ze wzajemnego porównania kryteriów wyboru. Elementy (kryteria główne i cząstkowe, warianty), znajdujące się na po-szczególnych poziomach struktury hierarchicznej, są oceniane przez porównywanie ich parami (każdy z każdym). Każdy z dwóch elementów danego poziomu modelu jest porównywany pod kątem względnej ważności w odniesieniu do kryterium znajdu-jącego się na poziomie bezpośrednio wyższym (np. porównuje się parami l elementów cząstkowych poziomu rzędu II z k elementów głównych poziomu I rzędu). Porównań kryteriów głównych i cząstkowych oraz analizowanych wariantów, przez określanie stopnia dominacji jednego nad drugim, dokonuje grupa ekspertów, na podstawie ich indywidualnych osądów. Porównując ze sobą dwa elementy, zadajemy pytanie: który z dwóch jest ważniejszy względem czegoś i w jakim stopniu? (co wnosi, który jest bardziej prawdopodobny). Odpowiedź na to pytanie podaje 9-stopniowa skala prefe-rencji, przedstawiona w tabeli 5.9.

Tabela 5.9. Skala preferencji Liczba

rankingowa Określenie preferencji

1 Oba elementy są jednakowo ważne (brak preferencji) 3 Jeden element jest nieznacznie ważniejszy od drugiego (słaba preferencja)

5 Jeden element jest wyraźnie ważniejszy od drugiego (średnia preferencja) 7 Jeden element jest dużo ważniejszy od drugiego (silna preferencja) 9 Jeden element jest zdecydowanie ważniejszy od drugiego (absolutna preferencja)

191

Etap 3 – wyznacza się priorytety cząstkowe i globalne oraz dokonuje ich oceny. Po zbudowaniu struktury hierarchicznej problemu, następnym krokiem jest porówna-nie parami wszystkich elementów każdego poziomu z każdym elementem poziomu wyższego. Wycenę każdej pary, dokonanej przez ekspertów, zapisuje się w macierzy porównań o wymiarze N × N, gdzie N oznacza liczbę porównywanych elementów na danym poziomie. Tak zbudowana macierz ma następujące właściwości: na przekątnej macierzy wszystkie wyrazy aij = 1. Nad przekątną każdy wyraz macierzy odpowiada wartościom wycen podanych przez ekspertów, a poniżej przekątnej odwrotności tych wycen

===

=

=

=

111

111

22

11

212

21

11211

nnn

nn

n

n

n

aa

aa

a

aa

a

aaa

A

A więc macierz A to macierz kwadratowa o elementach aij dla i, j = 1, 2 … n.

Element aij podlega następującym zasadom:

• jeżeli aij = w, wtedy aji = w

1 , w ≠ 0,

• jeżeli kryterium Ci jest równoważne w stosunku do kryterium Cj, wtedy aij = l i aji = 1.

W szczególności aij = l dla i = j.

Macierz A spełnia następującą właściwość: aij > 0, aij = .1

jia

W dalszej kolejności, do wyznaczenia priorytetów (wag) niezbędne jest oblicze-nie maksymalnej wartości własnej macierzy λmax i związanego z nią wektora własnego w. Wartość własna jest potrzebna do oceny popełnianych błędów, a wektor własny jest wektorem priorytetów (wag).

Przez wektor priorytetów W = w1i, w2i ... wni są wyrażane oceny analizowanych kryteriów i wariantów ze względu na cel nadrzędny. Składowe wektora (wagi) okre-ślają więc stopień, w jakim elementy niższego poziomu posiadają cechę zdefiniowaną na poziomie wyższym.

Obliczenie wektora priorytetów odbywa się według następującej procedury: • normalizowanie macierzy A przez podzielenie każdego jej elementu przez sumę

elementów kolumny, w której się on znajduje, uzyskuje się wówczas

=

= n

iij

ijij

a

aw

1

(5.7)

192

• wyliczenie wartości średniej dla każdego wiersza nowej macierzy i wartości śred-niej dla każdej kolumny macierzy

n

w

w

n

jij

i

== 1 ;

n

w

w

n

iij

j

== 1 , i, j,= ... n (5.8)

Po obliczeniu wartości

ij

n

jji aww

=

=1

(5.9)

można obliczyć maksymalną wartość własną macierzy ze wzoru

=

=λn

jjij

i

waw 1

max1 (5.10)

W metodzie AHP warunkiem koniecznym jest uzyskanie wymaganej zgodności ocen, wyrażanej tzw. współczynnikiem niespójności C.I. (Consistency Index) macie-rzy porównań, którego wartość nie powinna przekraczać 0,1. Współczynnik niespójno-ści ocen określa zachowanie relacji przechodniości dominacji obiektów – w pośredni sposób – wiarygodność ocen pozyskanych od ekspertów.

Współczynnik C.I. jest obliczany jako

1

C.I. max

−−λ=

n

n (5.11)

gdzie: λmax – maksymalna wartość własna macierzy, n – stopień macierzy.

W celu uzyskania odpowiedzi, czy oszacowany współczynnik niespójności, przy porównywaniu parami czynników, jest przypisany logicznemu czy zgodnemu ocenia-niu, czy też bliżej wyborowi losowemu, należy porównać wskaźnik zgodności C.I. z losowym wskaźnikiem R.I. (Random Index). Wskaźnik R.I. jest wartością średnią dla dużej liczby losowo wygenerowanych macierzy porównań. Otrzymujemy współ-czynnik C.R. (Consistency Ratio) macierzy porównań

R.I.C.I.C.R. = (5.12)

gdzie R.I. – indeks losowej zgodności o wartości zależnej od liczby porównywanych elementów (tab. 5.10).

Tabela 5.10. Wartości współczynnika R.I. n 2 3 4 5 6 7 8 9

R.I. 0 0,58 0,90 1,12 1,24 1,32 1,41 1,45

193

W przypadku, gdy w macierzy porównań parami C.R. > 0,l lub C.I. > 0,l, ocenę należy powtórzyć. Natomiast w przypadku, gdy λmax jest bliższa n lub C.I. bliższa ze-ro, zgodność oceny jest lepsza.

Etap 4 – polega na klasyfikacji wariantów decyzyjnych (obiektów). Wyznacze-nie uporządkowania obiektów ze względu na ich istotność w kontekście celu nad-rzędnego.

Globalny wektor priorytetów dla obiektów znajdujących się na najniższym poziomie modelu hierarchicznego jest otrzymywany w wyniku mnożenia macierzy, których kolumnami są wektory priorytetów kolejnych poziomów modelu hierarchicz-nego. Analizowane obiekty modelu hierarchicznego są porządkowane następnie według wielkości obliczonych wektorów priorytetów w kolejności według ich ważno-ści. Im wyższa wartość wektora priorytetów, tym istotniejszy jest dany element.

Wektor wynikowy (globalny) oblicza się według wzoru

∏=

−==k

ikki

T BBBBkC2

21],1[ (5.13)

gdzie: C[l, k] – wektor wynikowy (globalny) wag przypisanych elementom poziomu hie-

rarchicznego k (warianty rozwiązań) – względem celu, czyli poziomu pierwszego,

Bj – macierz poziomu i, dla którego kolumny są wektorami wag tego pozio-mu względem poziomu i–l,

k – k-ty poziom hierarchii.

Stosownie do uwarunkowań towarzyszących każdej z czterech grup technologii i elementów rozpatrywanych, przy produkcji węgla kamiennego dobrano cele nad-rzędne, kryteria i subkryteria.

Istotą projektu scenariuszowego jest ankietyzacja. Dlatego też technologie pod-dano ocenie respondentów, którymi byli eksperci zewnętrzni – osoby kierownictwa kopalń i wyższego dozoru ruchu odpowiednich specjalności (Trenczek 2007a). Dokonany przez nich w ankiecie wybór został następnie opracowany według meto-dy AHP.

5 . 2 . 2 . O c e n a i n n o w a c y j n o ś c i t e c h n o l o g i i e k s p l o a t a c j i w ę g l a k a m i e n n e g o

Technologie eksploatacji węgla kamiennego rozpatrywano w ścisłym powiązaniu z uwarunkowaniami górniczo-geologiczno-technicznymi, które w zasadzie decydują o doborze technologii (Zorychta, Burtan 2008). Dla tak ukształtowanego otoczenia rozpatrywano wstępnie kryteria ogólne (Drzewiecki, Kabiesz 2008), a następnie pod-dano je dodatkowej analizie pod kątem wielokryterialności (Wasilewski 2007). Ocenę przeprowadzano odrębnie dla każdej grupy technologii, które odpowiadają dokona-nemu wcześniej podziałowi (rozdz. 5.1).

194

Oceny innowacyjności technologii dokonano metodą wielokryterialnej oceny innowacyjności. Dla oceny przydatności przyjęto jednakowe wartości z przedziału (0, 3), a natężenie innowacyjności obliczono według wzoru (5.6).

Przyjęte kryteria i ich parametry oraz wartości natężenia innowacyjności i ich zaklasyfikowanie do odpowiedniego poziomu, wraz z krótką charakterystyką zalet i wad poszczególnych technologii, przedstawiono w formie tabel, odrębnie dla każdej grupy technologii.

Wykorzystanie metody Analizy Hierarchizacji Problemu do weryfikacji określo-nego natężenia poziomu innowacyjności (Kabiesz i inni 2008) pozwoliło ocenę tę zobiektywizować. Wyniki tej analizy przedstawiono podobnie, to jest oddzielnie dla każdej grupy.

5.2.2.1. Ocena innowacyjności stosowanych technologii udostępniających

Przy ocenie brano pod uwagę technologie stosowane w Polsce oraz informacje o rozwiązaniach stosowanych dla podobnych warunków geologiczno-górniczych w kopalniach zagranicznych. Ocenę innowacyjności stosowanych technologii udo-stępniających przeprowadzono w oparciu o przyjęte kryteria i ich wagi (tab. 5.11), a jej końcowy wynik przedstawiono w tabeli 5.12.

Tabela 5.11. Kryteria i ich wagi przyjęte dla technologii udostępniających Numer

kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium bezpieczeństwa sposobu udostępniania w aspekcie wykonywania, utrzymywaniawarunków geologiczno-górniczych i zagrożeń naturalnych 0,25

2 Kryterium kosztów wykonywania i utrzymywania udostępniania 0,20 3 Kryterium zapewniania ciągłości transportu urobku i rozwiązań transportu materiałów i maszyn 0,15 4 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko górotworu i powierzchnię 0,10 5 Kryterium zapewniania przepustowości transportu urobku, materiałów i maszyn 0,15 6 Kryterium czasu wykonywania 0,15

Tabela 5.12. Innowacyjność stosowanych technologii udostępniających

Lp. Nazwa technologii

Numer kryterium / Waga kryterium

Sum

a

ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 6 natężenie innowacyjności

technologii wady zalety 0,25 0,20 0,15 0,10 0,15 0,15

wartość przydatności 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Udostępnianie szybami pionowymi z powierzchni

2 2 1 1 1 2 1,60 rozpowszech-niona II – poziom a

kosztowne wykonanie udostęp-nienia i jego utrzymanie, wąskie gardło z uwagi na ciągnienie

łatwe prowadzenie powietrza

2 Udostępnianie szybami pionowymi i szybikami ślepymi

1 1 1 1 1 0 0,85 zanikowa III

duże koszty udostępnienia i utrzymywania także szybików ślepych, długi czas udostępniania

łatwe prowadzenie powietrza

3 Udostępnianie upadowymi 3 3 3 2 3 2 2,75 rozwojowa

I – poziom c

dłuższe drogi odstawy, trudności lokalizacyjne w przypadku wybierania kilku pokładów

znacznie mniejsze ograniczenia przepustowości urobku, łatwiej-sze wykonawstwo i utrzymywa-nie, mniejsze koszty wykonawstwa i utrzymywania

4 Struktura złożowa udostępniania 0 3 1 1 2 3 1,60

rozpowszech-niona II – poziom a

podwyższone zagrożenie pożarami, trudności z utrzyma-niem funkcjonalności wyrobisk

niskie koszty udostępniania, skrócenie dróg odstawy urobku i transportu materiałów

5 Struktura kamienna udostępniania 3 1 2 1 2 0 1,65

rozpowszech-niona II – poziom a

wysokie koszty wykonywania i utrzymania, długi czas bez wydobycia

zmniejszone zagrożenie tąpa-niami, pożarami, łatwiejsze utrzymywanie wyrobisk

6 Struktura mieszana udostępniania 3 2 2 3 3 2 1,90 rozwojowa

I – poziom b wysokie koszty wykonywania i utrzymywania

zmniejszone zagrożenia tąpa-niami, pożarami, łatwiejsze utrzymywanie wyrobisk

195

5.2.2.2. Ocena innowacyjności stosowanych systemów eksploatacyjnych

Przy ocenie brano pod uwagę aktualnie stosowane w Polsce systemy eksploata-cyjne, a także systemy, które były powszechnie stosowane w przeszłości, a które – z racji eksploatacji pokładów cienkich i tak zwanych „resztek” pokładu – znajdą niebawem zastosowanie. Ocenę innowacyjności systemów eksploatacyjnych prze-prowadzono w oparciu o przyjęte kryteria i ich wagi (tab. 5.13), a jej końcowy wy-nik przedstawiono w tabeli 5.14.

Tabela 5.13. Kryteria i ich wagi, przyjęte dla systemów eksploatacyjnych Numer

kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium bezpieczeństwa eksploatacji systemami ścianowymi w aspekcie warunków geologiczno- -górniczych i zagrożeń naturalnych

0,20

2 Kryterium mechanizacji i automatyzacji systemu 0,25 3 Kryterium koncentracji wydobycia 0,15 4 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko górotworu i powierzchnię 0,10 5 Kryterium zapewnienia ciągłości wydobycia 0,15 6 Kryterium kosztów robót przygotowawczych 0,15

Tabela 5.14. Innowacyjność stosowanych systemów eksploatacji

Lp. Nazwa

technologii System

Numer kryterium / Waga kryterium

Sum

a

ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 6 natężenie innowacyjności

technologii wady zalety 0,25 0,20 0,15 0,10 0,15 0,15

wartość przydatności 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Podłużne z zawałem stropu

3 3 3 1 3 2 2,45 rozpowszech-niona II – poziom a

zjeżdżanie obudowy przy większych nachyleniach niekorzystny wpływ na powierzchnię

dobre warunki prowadzenia zawału łatwe odprowadzanie wód łatwy przesyp urobku

2 Podłużne z podsadzką hydrauliczną

2 2 1 3 1 1 1,65 rozpowszech-niona II – poziom a

kłopoty z utrzymaniem tamy czołowej zalewanie przenośnika ścianowego

małe zeropodsadzkowe szczelne podsadzanie

3 Podłużne z podsadzką suchą

1 1 1 2 1 1 1,30 zanikowa brak maszyn do pneumatycznego transportu kamienia zapylenie w ścianie

szczelne podsadzanie zrobów

4 Poprzeczne z zawałem stropu

2 2 2 1 2 2 1,90 rozwojowa II – poziom b

obwały z czoła ściany trudności z utrzymaniem ścieżki brak rozparcia poziomego warstw stropu

lepsza możliwość przemulania zrobów zawałowych i zmniejszenie zagroże-nia pożarowego

5 Poprzeczne z podsadzką hydrauliczną

2 2 1 3 1 1 1,75 rozpowszech-niona II – poziom a

duże koszty brak rozwiązania tamy czołowej samobieżnej

możliwość ochrony powierzchni zmniejszenie zagrożenia pożarowego ochrona wyrobisk

6 Poprzeczne z podsadzką suchą

1 1 1 2 1 1 1,10 zanikowa zapylenie w ścianie brak urządzeń

szczelne podsadzanie niepotrzebne wygradzanie zrobów

7 Krótkich zabierek 0 0 0 1 0 0 0,10 zanikowa niebezpieczny z uwagi na pożary

tąpania i zawały możliwy do stosowania w resztkach pokładu

8 Długich zabierek 1 1 1 1 1 1 1,00 zanikowa duża ilość robót przygotowawczych

wzrost zagrożenia pożarowego

możliwy do stosowania w nowym rozwiązaniu z obudową ścianową do resztek pokładów

9 Komorowe 1 0 0 0 0 0 0,20 zanikowa duże straty złoża niebezpieczny z uwagi na pożary tąpania i zawały

możliwość wybierania grubych pokładów

10 Chodniko-we 1 1 0 2 1 2 1,10 zanikowa/

przyszłościowa duże straty złoża niewielkie wydobycie

do wybierania resztek mała mecha-nizacja

11 Komorowo- -filarowe 2 1 1 2 1 2 1,50 zanikowa/

przyszłościowa duże straty złoża zagrożenie pożarami i tąpaniami

małe koszty mechanizacji do wybierania resztek niewielkie roboty przygotowawcze

196

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

12 Podbierko-wy chodni-kowy

1 1 1 0 1 3 1,20 zanikowa / przyszłościowa

brak kontroli nad zrobami brak ochrony powierzchni

niskie koszty wyposażenia niewielkie roboty przygotowawcze

13 Podbierko-wy ściano-wy

1 2 3 1 2 2 1,85 rozpowszech-niona II – poziom b

węgiel pozostający w zrobach trudności panowania nad półką węglową zagrożenie pożarami

duża koncentracja wydobycia mała ilość robót przygotowawczych

14 Podziemne zgazowanie 2 2 2 0 2 2 1,8 rozwojowa

I – poziom b wymaga dalszych doświadczeń możliwość wyeliminowania budowy tradycyjnej kopalni

15 Ubierkowo- -zabierkowy 2 2 1 2 1 3 1,85

rozpowszech-niona II – poziom b

brak dopracowanej technologii możliwość wybierania obszarów resztkowych

16 System jankowicki 0 1 0 1 1 0 0,50 zanikowa

zagrożenie tąpaniami trudności zmechanizowania robót podsadzkowych

możliwość wybierania pokładów o dużym nachyleniu

17 System miechowic-ki

0 1 0 1 1 0 0,50 zanikowa wzrost zagrożenia tąpaniami wysokie koszty brak mechanizacji

możliwość wybierania pokładów o dużym nachyleniu

18 System wielowar-stwowy

1 2 2 1 0 1 1,25 zanikowa konieczność równoczesnego wybie-rania warstw lub prowadzania rekonsolidacji stropu

możliwość wybierania pokładów grubych znanymi rozwiązaniami systemów

5.2.2.3. Ocena innowacyjności sposobów urabiania dla długofrontowych i krótkofrontowych systemów eksploatacji

Przy ocenie brano pod uwagę aktualnie i wcześniej stosowane w Polsce sposoby urabiania – systemy eksploatacyjne długofrontowe i krótkofrontowe. Podobnie jak to miało miejsce przy systemach eksploatacji, niektóre z tych systemów były powszech-nie stosowane w przeszłości. W dającej się określić przyszłości niektóre z nich znajdą zastosowanie.

Ocenę innowacyjności sposobów urabiania dla długofrontowych i krótkofronto-wych systemów eksploatacji przeprowadzono w oparciu o przyjęte kryteria i ich wagi (tab. 5.15), a jej końcowy wynik przedstawiono w tabeli 5.16.

Tabela 5.15. Kryteria i ich wagi, przyjęte dla sposobów urabiania dla długofrontowych i krótkofrontowych systemów eksploatacji

Numer kryterium

Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technicznego, uwzględniające stopień zaawansowania technicznego i technolo-gicznego, możliwego do zastosowania wyposażenia technicznego oraz poziom organizacji prowadzenia robót

0,10

2 Kryterium skuteczności, obejmujące możliwość uzyskania przy akceptowalnych kosztach wydajności urabiania na określonym poziomie, koncentracji wydobycia oraz możliwość zastosowania poszczególnych sposobów urabiania węgla w robotach eksploatacyjnych w warunkach górnictwa węgla kamiennego w Polsce

0,30

3 Kryterium uniwersalności, a więc możliwość konfiguracji wyposażenia przodków eksploatacyjnych z wykorzy-staniem wytwarzanych obecnie typowych, przeznaczonych do tego celu, środków technicznych 0,15

4 Kryterium bezpieczeństwa, obejmujące wszelkie aspekty bezpieczeństwa pracy związane z zagrożeniami: tąpaniami, metanowymi, wybuchu pyłu węglowego, pożarowymi, wodnymi oraz narażeniami w miejscu pracy załogi przy realizacji poszczególnych sposobów urabiania

0,20

5 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko, uwzględniające wpływ rozpatrywanych sposobów urabiania między innymi na atmosferę kopalnianą, wody dołowe, stopień zanieczyszczenia urobku skałą płonną, możli-wość czystego wybierania pokładów węgla

0,15

6 Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych – określające przydatność poszczególnych sposobów urabiania podczas eksploatacji pokładów cienkich, resztek pokładów, filarów ochronnych, pokładów zaburzonych tektonicznie, o nieregularnym kształcie itp.

0,10

197

Tabela 5.16. Innowacyjność sposobów urabiania dla długofrontowych i krótkofrontowych systemów eksploatacji

Sposób urabiania

Nazwa technologii

System

Numer kryterium / waga

Inno

wac

yjno

ść

tech

nolo

gii

Wady Zalety 1 2 3 4 5 6

Sum

a oc

en

1/0,10 2/0,30 3/0,15 4/0,20 5/0,15 6/0,10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Materiały wybuchowe (PEU1)

krótkich zabierek (PEZ1), długich zabierek (PEZ2), komorowy (PEZ3), jankowicki (PEE5), miechowicki (PEE6)

1 0 2 1 2 2 1,1

zani

kow

a niska wydajność, zagrożenia wynikające z zastosowania MW, gazy postrzałowe, niekorzystny wpływ na otaczający górotwór, duża pracochłonność robót, konieczność wierce-nia dużej liczby otworów strzałowych

możliwość czystego wybierania pokładu, niski stopień zanieczyszczenia urobku skałą płonną

Materiały wybuchowe + maszyna wrębowa

ścianowy (PES1 – PES6) 0 1 1 2 2 0 1,15

zani

kow

a bardzo mała wydajność, zagrożenia wynikające z zastoso-wania MW, gazy postrzałowe, niekorzystny wpływ na otaczający górotwór, duża pracochłonność robót, koniecz-ność wiercenia dużej liczby otworów strzałowych

możliwość czystego wybierania pokładu, niski stopień zanieczyszczenia urobku skałą płonną

Kombajn ścianowy (PEU2.1)

ścianowy (PES1 – PES6), podbierkowy ścianowy (PEE2), wielowarstwowy (PEE7)

3 3 3 2 2 1 2,45

rozw

ojow

a po

ziom

c

brak możliwości urabiania pokładów cienkich (poniżej 1 m), duże zapylenie i rozdrobnienie urobku, iskrzenie w przypad-ku urabiania skały płonnej, sterowanie z niewielkiej odległo-ści od maszyny, zagrożenie dla obsługi, duże odsłonięcie stropu, skomplikowana konstrukcja, automatyczne sterowa-nie trudne do realizacji

wysoka wydajność oraz możliwy do uzyskania wysoki podstęp przodku, możliwość urabiania zarówno węgli łatwo, jak i trudno urabialnych oraz skał otaczających, możliwość eksploatacji pokładów o zmiennej miąższości oraz zaburzonych geologicznie

Strug węglowy (PEU2.2)

ścianowy (PES1 – PES6), podbierkowy ścianowy (PEE2), wielowarstwowy (PEE7)

2 1 3 3 3 1 2,1

rozw

ojow

a po

ziom

b

brak możliwości urabiania pokładów grubych (powyżej 2,5 m), silnie pofałdowanych, z występującymi uskokami i twardymi przerostami, brak możliwości urabiania węgli trudno urabialnych, konieczność utrzymywania prostolinio-wego frontu, silny wpływ urabialności węgla na wielkość zabioru i wymaganą siłę docisku głowicy do czoła ściany

możliwość urabiania pokładów cienkich, dzięki małemu zabiorowi; urabianie jest prowadzone w strefie węgla odprężonego, wycofanie operatora ze ściany, dzięki zdalnemu sterowaniu, automatyczne sterowanie, duża prędkość posuwu zapewniająca możliwość uzyskania wysokich postępów i wydajności nawet w ścianach niskich, prosta konstrukcja, niskie zapylenie, małe rozdrobnienie urobku, wysoki udział grubych sortymen-tów urobku, niski stopień zanieczyszczenia urobku skałą płonną (z wyjątkiem systemu podbierakowego)

Wysięgnikowy kombajn chodnikowy (PUU2)

długich zabierek (PEZ2), chodnikowy (PEZ4)

2 1 3 2 2 3 1,95

rozp

owsz

echn

iona

po

ziom

c wysoki poziom zapylenia, iskrzenie w przypadku kontaktu

narzędzi urabiających ze skałą płonną, możliwe duże zawodnienie przodku wyrobiska w wyniku działania układu zraszania i chłodzenia kombajnu

wysoki stopień mechanizacji podstawowych czynności technologicznych, wysoki postęp, brak osłabienia góro-tworu wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładnego obrysu, możliwość wykonania obudowy wyrobiska z wykorzystaniem kombajnu, brak zagrożeń wynikających ze stosowania materiałów wybuchowych

198

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Wysięgnikowy kombajn chodnikowy + materiały wybuchowe (PUU2 + PEU1)

podbierkowy chodni-kowy (PEE1) 2 1 1 1 1 1 1,1

zani

kow

a

wysoki poziom zapylenia, iskrzenie w przypadku kontaktu narzędzi urabiających ze skałą płonną oraz możliwe duże zawodnienie przodku wyrobiska w wyniku działania układu zraszania i chłodzenia kombajnu, zagrożenia wynikające z zastosowania MW, gazy postrza-łowe, zanieczyszczenie urobku skała jego podczas wypusz-czania z warstwy stropowej, duża pracochłonność robót, konieczność wiercenia dużej liczby otworów strzałowych

możliwość urabiania pokładów grubych (powyżej 4,5 m), mniejsze rozdrobnienie urobku pochodzącego z robót strzałowych, wysoki stopień mechanizacji podstawowych czynności technologicznych podczas urabiania kombaj-nem, możliwość uzyskania dokładnego obrysu wyrobi-ska, możliwość wykonania obudowy wyrobiska z wykorzystaniem kombajnu

Kombajn continuous miner (PEU2.3)

chodnikowy (PEZ4), komorowo-filarowy (PEZ5)

3 1 2 2 2 3 1,9

rozp

owsz

echn

iona

po

ziom

c wysoki poziom zapylenia, iskrzenie w przypadku kontaktu

narzędzi urabiających ze skałą płonną, możliwe duże zawodnienie przodku wyrobiska w wyniku działania układu zraszania i chłodzenia kombajnu, brak możliwości drążenia wyrobisk o innym kształcie niż prostokątny

wysoki stopień mechanizacji głównych czynności techno-logicznych, wyższy postęp i wydajność w porównaniu z kombajnem wysięgnikowym, brak osłabienia górotworu wokół wyrobiska, możliwość drążenia wyrobisk o dużej szerokości z jednego ustawienia maszyny, możliwość wykonania obudowy kotwowej za pomocą kombajnu

Kombajn ubierkowy (KGU)

ubierkowo-zabierkowy (PEE4) 2 1 1 2 2 3 1,65

rozp

owsz

echn

iona

po

ziom

a

duże zapylenie i rozdrobnienie urobku, iskrzenie w przypad-ku urabiania skały płonnej, duże odsłonięcie stropu, skom-plikowana budowa

możliwość urabiania czoła przodku o długości od 4,5 do 50 m, możliwość drążenia wyrobisk o przekroju prosto-kątnym

199

5.2.2.4. Ocena innowacyjności technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagrożeń wentylacyjnych w robotach udostępniających i przygotowawczych

Przy ocenie brano pod uwagę cztery najbardziej rozpowszechnione sposoby przewietrzania. Uwzględnione też zostały uwarunkowania, jakie mogą występować w podziemnych wyrobiskach.

Ocenę innowacyjności technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagro-żeń wentylacyjnych w robotach udostępniających i przygotowawczych przeprowa-dzono w oparciu o przyjęte kryteria i ich wagi (tab. 5.17), a jej końcowy wynik przedstawiono w tabeli 5.18.

Tabela 5.17. Kryteria i ich wagi, przyjęte dla technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagrożeń wentylacyjnych w robotach udostępniających i przygotowawczych

Numer kryterium

Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzinach techniki (materiały, informatyka, organizacja, automatyzacja itp.)

0,15

2 Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność, czyli zdolność do spełniania swoich funkcji w określonych warunkach występujących w kopalniach. Skuteczność należy rozpatrywać w aspekcie technicznym, opłacalności, strat złoża, niezawodności itp.

0,25

3 Kryterium uniwersalności, a więc możliwość konfiguracji wyposażenia przodków eksploatacyjnych z wykorzystaniem wytwarzanych obecnie, typowych, przeznaczonych do tego celu, środków technicznych

0,15

4 Kryterium bezpieczeństwa technologii w odniesieniu do warunków ich stosowania (warunki górniczo--geologiczne, zagrożenia naturalne) oraz sposobu jej obsługi przez pracowników

0,25

5 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko. Należy uwzględniać wpływ bezpośredni (powierzchnia, wody dołowe, metan itp.) oraz pośredni („czysty węgiel”, selektywna eksploatacja itp.) 0,15

6 Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych (podziemne zgazowanie, systemy krótkofrontowe, strugi)

0,05

Tabela 5.18. Ocena innowacyjności technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagrożeń wentylacyjnych w robotach udostępniających i przygotowawczych

Lp. Nazwa technologii

Numer kryterium/ Waga kryterium

Suma ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 6 natężenie

innowacyjności wady zalety 0,10 0,30 0,15 0,20 0,15 0,10 wartość przydatności

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 System wentylacji tłoczącej 1 2 2 2 1 2 1,65 rozpowszechniona

II – poziom b

możliwa do zastosowania tylko w przypadku drąże-nia przy użyciu MW

korzystny dla zagrożenia metanowego i temperaturowego

2 System wentylacji ssącej 1 1 2 2 2 2 1,75 rozpowszechnionaII – poziom b

wzrost stężenia metanu w przodku

korzystna dla zagrożenia pyłowego

3

System wentylacji kombinowanej z zasad-niczym lutniociągiem tłoczącym i lutniociągiem ssącym instalacji odpylającej

2 3 3 3 3 3 2,85 rozwojowa I – poziom c

wzrost stężenia metanu w strefie „zazębiania”

korzystna dla zagrożenia pyłowego, metanowego, temperaturowego

4

System wentylacji kombinowanej z zasad-niczym lutniociągiem ssącym i pomocniczym lutniociągiem tłoczącym

2 3 3 2 3 1 2,50 rozwojowa I – poziom a

wzrost stężenia metanu w przodku

korzystna dla zagrożenia temperaturowego

200

5.2.2.5. Ocena innowacyjności technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagrożeń wentylacyjnych w ścianowych systemach eksploatacji

Przy ocenie brano pod uwagę wszystkie znane i stosowane metody i sposoby przewietrzania. Uwzględnione też zostały uwarunkowania, jakie mogą występować

w podziemnych wyrobiskach. Ocenę innowacyjności technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagro-

żeń wentylacyjnych w robotach udostępniających i przygotowawczych przeprowa-dzono w oparciu o przyjęte kryteria i ich wagi (tab. 5.19), a jej końcowy wynik przedstawiono w tabeli 5.20.

Tabela 5.19. Kryteria i ich wagi, przyjęte dla technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagrożeń wentylacyjnych w ścianowych systemach eksploatacji

Numer kryterium

Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzinach techniki (materiały, informatyka, organizacja, automatyzacja itp.)

0,15

2 Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność, czyli zdolność do spełniania swoich funkcji w określonych warunkach występujących w kopalniach. Skuteczność należy rozpatrywać w aspekcie technicznym, opłacalności, strat złoża, niezawodności itp.

0,20

3 Kryterium uniwersalności, a więc możliwość konfiguracji wyposażenia przodków eksploatacyjnych z wykorzystaniem wytwarzanych obecnie, typowych, przeznaczonych do tego celu, środków technicznych 0,15

4 Kryterium bezpieczeństwa technologii w odniesieniu do warunków ich stosowania (warunki górniczo--geologiczne, zagrożenia naturalne) oraz sposobu jej obsługi przez pracowników 0,30

5 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko. Należy uwzględniać wpływ bezpośredni (powierzchnia, wody dołowe, metan itp.) oraz pośredni („czysty węgiel”, selektywna eksploatacja itp.)

0,15

6 Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych (podziemne zgazowanie, systemy krótkofrontowe, strugi)

0,05

Tabela 5.20. Ocena innowacyjności technologii przewietrzania i sposobów zwalczania zagrożeń wentylacyjnych w ścianowych systemach eksploatacji

Lp. Nazwa technologii

Numer kryterium / Waga kryterium

Sum

a

ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 6 natężenie

innowacyjności wady zalety 0,10 0,15 0,2 0,15 0,30 0,15 wartość przydatności

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Przewietrzanie systemem U do pola (granic)

1 1 1 1 1 1 1,00 zanikowa

zagrożenie pożarowe w zrobach, niekorzystne warunki temperaturowe, konieczność uszczelniania ociosów chodników przyzro-bowych

możliwość jednoczesnego prowadzenie robót przygoto-wawczych i eksploatacyjnych, korzystny dla prowadzenia odmetanowania i zagrożenia tąpaniami

2 Przewietrzanie systemem U od pola (granic)

2 3 3 3 2 3 2,70 rozwojowa I – poziom b

wynoszenie metanu ze zrobów, dopływ ciepła ze zrobów, system niekorzystny dla odmetanowania, ograni-cza możliwość zwalczania zagrożenia metanowego przy małej miąższości pokładu

ograniczony przepływ przez zroby, zmniejszający zagro-żenie pożarowe w zrobach

3 Przewietrzanie systemem Z do pola (granic)

1 0 1 0 1 1 0,50 zanikowa

zagrożenie pożarowe w zro-bach, wynoszenie metanu ze zrobów, dopływ ciepła ze zrobów, system niekorzystny dla odmetanowania, koniecz-ność uszczelniania ociosów chodników przyzrobowych

roboty przygotowawcze w ograniczonym zakresie

201

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 Przewietrzanie systemem Z od pola (granic)

1 2 1 2 2 1 1,65 rozpowszechniona II – poziom a

zagrożenie pożarowe w zrobach, konieczność uszczelniania ociosów chodników przyzrobowych

korzystny dla zagrożenia metanowego, korzystny dla prowadzenia odmetanowania, korzystny dla zagrożenia tąpaniami

5

Przewietrzanie systemem Y z doświeżaniem chodnikiem nadścianowym

2 3 3 3 3 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

zagrożenie pożarowe w zrobach, konieczność uszczelniania ociosów chodników przyzrobowych

korzystny dla dużego zagro-żenia metanowego, korzystny dla zagrożenia temperaturo-wego, korzystny dla prowa-dzenia odmetanowania, możliwość zwalczania zagro-żenia metanowego w pokła-dach o małej miąższości

6

Przewietrzanie systemem Y z rozprowadzaniem powietrza zużytego w dwóch kierunkach

2 2 2 2 2 1 1,95 rozpowszechniona II – poziom b

zagrożenie pożarowe w zrobach, konieczność uszczelniania ociosów chodników przyzrobowych

korzystny w warunkach zagrożenia tapaniami, korzystny dla odmetanowania, możliwość zwalczania zagro-żenia metanowego w pokła-dach o małej miąższości

7

Przewietrzanie systemem Y z doświeżaniem chodnikiem nadścianowym od strony zrobów

2 2 2 1 1 1 1,70 rozpowszechniona II – poziom a

wzrost zagrożenia metano-wego w narożu ściany, dopływ ciepła ze zrobów, konieczność uszczelniania ociosów chodników przyzro-bowych

korzystny dla zagrożenia pożarowego, możliwość podawania substancji do zrobów

8 Przewietrzanie systemem H 1 2 1 1 2 1 1,50 zanikowa

konieczność doprowadzenia powietrza z dwóch stron pola ściany, zagrożenie pożarowe w zrobach

duże bezpieczeństwo w warunkach zagrożenia tąpaniami, korzystny dla zagrożenia metanowego, korzystny dla zagrożenia temperaturowego, korzystny dla odmetanowania

5.2.2.6. Ocena innowacyjności stosowanych technologii aktywnego ograniczania wielkości zagrożeń naturalnych

Przy ocenie innowacyjności uwzględniono kontekst zadań o hierarchii nadrzędnej oraz ocenę stanu wynikającego z wcześniej zrealizowanych zadań. Pod uwagę wzięto też aktywne ograniczanie poziomu zagrożeń naturalnych, co wynika z braku takiej technologii w przyjętym zestawieniu. Zawężenie zakresu ocenianych technologii do technologii eksploatacji wynika z ich zasadniczego znaczenia dla produkcji węgla kamiennego.

Jako uwarunkowania dodatkowe przyjęto relacje między analizowaną technologią a każdym z zagrożeń naturalnych: tąpaniami, metanowym, pożarowym, pyłowym i wodnym. Relacja jest rozumiana jako: z jednej strony – wpływ technologii na stan zagrożenia, z drugiej – jako możliwość ograniczania zagrożenia w warunkach prowa-dzenia eksploatacji daną technologią. Do oceny relacji z każdym z zagrożeń zastoso-wano podkryteria. Podstawowym podkryterium jest wpływ danej technologii eksploatacji na dane zagrożenie.

Druga grupa podkryteriów daje możliwość ograniczania zagrożenia przez stoso-wanie głównych zabiegów aktywnej profilaktyki. Pod tym sformułowaniem należy rozumieć zarówno aspekt możliwości stosowania profilaktyki, jak i jej skuteczność. Wypadkowa wartość z ocen cząstkowych stanowi wartość oceny dla kryterium bez-pieczeństwa.

202

Przy ocenie brano pod uwagę wszystkie znane i stosowane metody i sposoby zwalczania zagrożeń naturalnych, przy uwzględnieniu uwarunkowań, szczególnie zagrożeń skojarzonych, jakie mogą występować w podziemnych wyrobiskach.

Ocenę innowacyjności technologii aktywnego ograniczania wielkości zagrożeń naturalnych przeprowadzono w oparciu o przyjęte kryteria podstawowe i ich wagi (tab. 5.21) i wagi w relacji z zagrożeniami (tab. 5.22), a jej końcowy wynik przedsta-wiono w tabeli 5.24.

Tabela 5.21. Kryteria podstawowe i ich wagi przyjęte dla technologii aktywnego ograniczania wielkości zagrożeń naturalnych

Numer kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzinach techniki (materiały, informatyka, organizacja, automatyzacja itp.) 0,15

2 Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność, czyli zdolność do spełniania swoich funkcji w określonych warunkach występujących w kopalniach. Skuteczność należy rozpatrywać w aspekcie technicznym, opłacalności, strat złoża, niezawodności itp.

0,25

3 Kryterium uniwersalności, a więc możliwość konfiguracji wyposażenia przodków eksploatacyjnych z wykorzystaniem wytwarzanych obecnie typowych, przeznaczonych do tego celu, środków technicznych 0,20

4 Kryterium bezpieczeństwa technologii w odniesieniu do warunków ich stosowania (warunki górniczo-geologiczne, zagrożenia naturalne) oraz sposobu jej obsługi przez pracowników 0,20

5 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko. Należy uwzględniać wpływ bezpośredni (powierzchnia, wody dołowe, metan itp.) oraz pośredni („czysty węgiel”, selektywna eksploatacja itp.) 0,15

6 Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych 0,05

Tabela 5.22. Wagi przyjęte w relacji z zagrożeniami Numer kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Relacja z zagrożeniem tąpaniami 0,26 2 Relacja z zagrożeniem metanowym 0,26 3 Relacja z zagrożeniem pyłowym 0,16 4 Relacja z zagrożeniem pożarowym 0,22 5 Relacja z zagrożeniem wodnym 0,10

Tabela 5.23. Podkryteria dodatkowe i ich wagi przyjęte w relacji z zagrożeniami naturalnymi Numer podkryterium Zagrożenie Nazwa podkryterium Waga

1.1

Tąpaniami

Wpływ technologii na zagrożenie 0,50 1.2 Nawadnianie węgla w pokładzie 0,08 1.3 Strzelania wstrząsowe w pokładzie 0,11 1.4 Strzelania torpedujące w stropie pokładu 0,12 1.5 Ukierunkowane szczelinowanie skał 0,14 1.6 Rozwiercanie calizny węglowej 0,05 2.1

Metanowe

Wpływ technologii na zagrożenie 0,50 2.2 Wentylacja wyrobisk 0,14 2.3 Stosowanie pomocniczych urządzeń wentylacyjnych do likwidacji nagromadzeń metanu 0,08 2.4 Sterowanie przepływami powietrza 0,14 2.5 Odmetanowanie górotworu 0,14 3.1

Pyłowe

Wpływ technologii na zagrożenie 0,50 3.2 Opylanie pyłem kamiennym 0,12 3.3 Zraszanie pyłów osiadłych wodą 0,06 3.4 Zapory wodne i pyłowe 0,12 3.5 Zraszanie przy pracy maszyn urabiających 0,12 3.6 Odpylanie 0,08 4.1

Pożarowe

Wpływ technologii na zagrożenie 0,50 4.2 Izolacja wyrobisk i zrobów ścian zawałowych 0,20 4.3 Uszczelnianie zrobów zawałowych 0,20 4.4 Stosowanie antypirogenów 0,10 5.1

Wodne

Wpływ technologii na zagrożenie 0,50 5.2 Główne odwadnianie 0,10 5.3 Tamy wodne 0,10 5.4 Filary bezpieczeństwa 0,10 5.5 Likwidacja źródeł zagrożenia wodnego 0,20

203

Tabela 5.24. Ocena innowacyjności technologii aktywnego ograniczania wielkości zagrożeń naturalnych

System

Parametry Ocena ogólna Innowacyjność nr kryte-

rium/waga kryterium podstawowe/waga kryterium dodatkowe: relacja z zagrożeniem/waga

1 2 3 4 5 6 tąpaniami metanowym pyłowym pożarowym wodnym wartość wypadkowasymbol 0,15 0,25 0,2 0,2 0,15 0,05 0,26 0,26 0,16 0,22 0,1

Technologie eksploatacyjne PE I. Systemy zabierkowe PEZ Krótkich zabierek PEZ1 0 0 2 1,24 1 2 1,13 1,22 1,56 0,60 2,50 1,24 0,90 zanikowa Długich zabierek PEZ2 0 0 2 1,35 1 2 1,13 1,22 1,56 1,10 2,50 1,35 0,92 zanikowa Komorowy PEZ3 0 0 3 1,14 0 1 1,02 1,22 1,44 0,60 2,00 1,14 0,88 zanikowa Chodnikowy PEZ4 1 1 2 1,26 1 3 1,03 1,72 1,06 0,80 2,00 1,26 1,55 rozpowszechniona – II a Komorowo-filarowy PEZ5 1 1 2 1,25 0 1 0,74 1,72 1,44 0,60 2,50 1,25 1,10 zanikowa II. Systemy ścianowe (ubierkowe) PES Podłużny z zawałem stropu PES1 3 3 2 2,22 1 1 3,00 2,28 2,00 1,50 2,00 2,22 2,24 rozpowszechniona – II c Podłużny z podsadzką hydrauliczną PES2 2 2 2 2,60 3 1 2,18 2,78 2,88 2,50 3,00 2,60 2,00 rozpowszechniona – II b Podłużny z podsadzką suchą PES3 1 1 2 2,34 2 1 1,76 2,78 2,50 1,90 3,00 2,34 1,42 zanikowa Poprzeczny z zawałem stropu PES4 3 3 2 2,22 1 1 3,00 2,28 2,00 1,50 2,00 2,22 2,24 rozpowszechniona – II c Poprzeczny z podsadzką hydrauliczną PES5 2 2 2 2,60 3 1 1,98 1,98 2,18 2,50 3,00 2,60 1,42 zanikowa Poprzeczny z podsadzką suchą PES6 1 1 2 2,34 2 1 1,76 2,78 2,50 2,10 3,00 2,04 1,22 zanikowa III. Systemy specjalne PEE Podbierkowy chodnikowy PEE1 1 2 3 1,13 1 2 1,28 1,14 1,30 0,70 1,40 1,13 1,43 zanikowa Podbierkowy ścianowy PEE2 2 3 3 1,70 0 1 2,74 1,78 1,42 0,70 1,40 1,70 2,04 rozpowszechniona – II c Podziemne zgazowanie PEE3 3 3 3 1,63 1 3 2,00 1,50 1,50 1,50 1,50 1,63 2,83 rozwojowa – I c Ubierkowo-zabierkowy PEE4 1 1 2 1,71 1 1 1,86 1,64 1,68 1,50 2,00 1,71 2,78 rozwojowa – I c System jankowicki PEE5 0 0 1 1,92 1 2 1,50 2,22 1,80 2,10 2,00 1,92 0,83 zanikowa System miechowicki PEE6 1 2 1 2,23 0 2 1,45 2,78 2,38 2,50 2,00 2,23 1,40 zanikowa System wielowarstwowy PEE7 2 3 1 2,21 0 1 2,38 2,78 2,00 1,80 1,50 2,21 1,74 rozpowszechniona – II a Technologie udostępniające PU I. Model udostępniania złoża PUW Udostępnianie złoża szybami PUW1 3 3 3 1,86 3 3 2,00 2,06 1,50 1,50 2,30 1,86 1,97 rozpowszechniona – II c Udostępnianie złoża szybikami PUW2 2 2 1 1,86 1 3 2,00 2,06 1,50 1,50 2,30 1,86 1,47 zanikowa Udostępnianie złoża sztolniami PUW3 2 2 1 1,92 1 1 1,81 2,34 1,42 1,50 2,80 1,92 1,58 rozpowszechniona – II a Udostępnianie złoża przecznicami i przekopami PUW4 3 2 1 1,84 1 3 1,95 1,84 1,42 1,50 3,00 1,84 1,82 rozpowszechniona – II b

II. Model rozcięcia złoża PUM Model kamienny PUM1 3 3 3 2,55 1 3 2,00 2,56 2,54 3,00 3,00 2,55 2,21 rozpowszechniona – II c Model węglowy PUM2 2 3 2 1,75 1 3 1,50 1,84 1,54 2,00 2,00 1,75 2,10 rozpowszechniona – II c Model węglowo-kamienny PUM3 2 3 2 2,15 1 3 1,72 2,20 2,04 2,50 2,50 2,15 2,18 rozpowszechniona – II c

204

5.2.2.7. Hierarchizacja technologii eksploatacyjnych

Przeprowadzony tok postępowania według metody AHP pozwolił na określenie hierarchii innowacyjności technologii eksploatacji pokładów węgla kamiennego. W ocenie innowacyjności uwzględniono wszystkie najważniejsze okoliczności mające obecnie, jak również w przyszłości, wpływ na tę właściwość analizowanych technologii. Stanowią one charakterystyki samych analizowanych technologii, jak również zostały ujęte w istocie sformułowanych i uwzględnionych w analizie kryteriów. Uzyskane wy-niki hierarchizacji w uporządkowanej postaci przedstawiono w tabeli 5.25.

Tabela 5.25. Hierarchia technologii rozpowszechnionych i rozwojowych Miejsce

rankingowe Nazwa technologii

Systemy Symbol Wartość wskaźnika priorytetu, %

1 Podziemne zgazowanie PEE3 16,22 Ścianowy poprzeczny z zawałem stropu PES4 11,03 Ścianowy podłużny z zawałem stropu PES1 10,34 Ubierkowy podłużny z zawałem stropu PEU1 10,15 Ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną PES5 9,76 Ubierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną PEU2 9,57 Ścianowy podłużny z podsadzką hydrauliczną PES2 7,98 Komorowo-filarowy PEZ5 6,39 Chodnikowy PEZ4 6,1

10 Ubierkowo-podbierkowy PEE8 4,711 Podbierkowy-ścianowy PEE2 4,412 Podbierkowy-chodnikowy PEE1 3,7

Najbardziej innowacyjną technologią jest technologia podziemnego zgazowania węgla PEE3, nawet uwzględniając zastrzeżenia dotyczące możliwości wiarygodnej oceny różnego rodzaju preferencji tej technologii w odniesieniu do rozpatrywanych kryteriów. Jest to niewątpliwie najbardziej potencjalnie innowacyjna technologia, w szczególności pod względem bezpieczeństwa pracy (21,5% wartości priorytetu względem kryterium nadrzędnego F – 1 miejsce), możliwości wykorzystania złóż po-zabilansowych (16,5% wartości priorytetu względem kryterium nadrzędnego E – 1 miejsce), skuteczności technologii (12,1% wartości priorytetu względem kryterium nadrzędnego B – 2 miejsce), uniwersalności technologii (11,0% wartości priorytetu względem kryterium nadrzędnego C – 3 miejsce) itp. (nazwy kryteriów znajdują się na str. 113). Niezbędnym jednak warunkiem jest teoretyczne i praktyczne opanowanie wszystkich problemów związanych z tą technologią. Wymagać to będzie niewątpliwie wieloletnich badań i prób, w tym również współpracy z państwami i firmami zagra-nicznymi, pracującymi już wcześniej nad opanowaniem podziemnego zgazowania. Stanowi to jednocześnie przesłankę do przyjęcia priorytetów badawczych na najbliż-szą przyszłość dla zaplecza naukowo-badawczego. Można i należy w tym miejscu stwierdzić, że działania takie są już podejmowane. W Głównym Instytucie Górnictwa rozpoczęto realizację odpowiednich zadań, obecnie rozpoznawczych, a w 2008 roku rozpoczną się badania in situ w Kopalni Doświadczalnej „Barbara” GIG. Uwarunkowa-nia te mogą spowodować, że technologia podziemnego zgazowania na szerszą skalę może być wdrożona dopiero za kilka do kilkunastu lat.

205

Kolejne dwa miejsca w rankingu zajmują technologie systemu ścianowej eksploa-tacji pokładów z zawałem stropu: system ścianowy poprzeczny z zawałem stropu PES4 (11,0% wartości wskaźnika priorytetu) i system ścianowy podłużny z zawałem stropu PES1 (10,3% wartości wskaźnika priorytetu). Wraz z podłużnym systemem ubierkowym zawałowym PEU1 (czwarta pozycja rankingowa – 10,1% wartości wskaźnika priorytetu) są to obecnie najbardziej rozwinięte i nowoczesne systemy eks-ploatacji o wysokiej koncentracji wydobycia. Systemy ścianowe uzyskały najwyższe pozycje w odniesieniu do kryterium obecnego poziomu technologicznego (odpowied-nio 2 i 1 miejsce), kryterium uniwersalności (odpowiednio 2 i 1 miejsce) oraz kryte-rium bezpieczeństwa (odpowiednio 2 i 3 miejsce). System zawałowy ubierkowy podłużny w tym rankingu zajął odpowiednio 3, 4 i 4 miejsce). Wysoką 3 pozycję zajął on także w odniesieniu do kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabi-lansowych, co wydaje się uzasadnione jego większą elastycznością w dostosowaniu kształtów i rozmiarów pól wybierkowych do istniejących w złożach warunków zale-gania pokładów. Jednocześnie można domniemywać, że wszystkie te systemy w naj-bliższej przyszłości będą zdolne do przyjmowania i adaptowania nowoczesnych technologii stosowanych w innych dziedzinach techniki. W szczególności może to dotyczyć zagadnień automatyki, sterowania oraz technologii materiałowych, które podniosą ich obecnie stosunkowo niską skuteczność w odniesieniu do skomplikowa-nych warunków zalegania pokładów węgla w GZW. Ważną dziedziną dalszego roz-woju w tych technologiach na pewno muszą być procesy wspomagające zasadnicze wydobycie, głównie w zakresie utrzymania chodników przyścianowych, automatyza-cji odstawy, monitoringu i zwalczania zagrożeń. Trzeba także podkreślić, że w odnie-sieniu do tych technologii najbardziej zaawansowane są odpowiednie prace badawcze, koncepcyjne i konstrukcyjne. Istnieje także w tych zakresach największy potencjał wytwórczy, co przekłada się na stały, obserwowany trend wzrostu poziomu automaty-zacji, zainstalowanych mocy oraz procedur kontrolowania zagrożeń występujących w ścianach i ich otoczeniu oraz sterowania funkcjonowaniem ich wyposażenia.

Najsłabszą stroną systemów zawałowych jest ich niekorzystny wpływ na środo-wisko, co należy rozumieć przede wszystkim jako ich intensywny i czasami destruk-cyjny wpływ na powierzchnię, w tym także jej infrastrukturę. Systemy ścianowe słabo prezentują się również w odniesieniu do możliwości wykorzystania złóż pozabilanso-wych (6 i 5 miejsce w rankingu) oraz w stosunku do skuteczności technologii w aspektach warunków zewnętrznych (7 i 10 miejsce).

Kolejne trzy miejsca zajmują ścianowe i ubierkowe systemy z podsadzką hydrau-liczną: ścianowy poprzeczny PES5 (9,7% wartości wskaźnika priorytetu), ubierkowy poprzeczny PEU2 (9,5% wartości wskaźnika priorytetu) oraz ścianowy podłużny PES2 (7,9% wartości wskaźnika priorytetu). Ich silną stroną jest zminimalizowany wpływ na środowisko (odpowiednio 1, 2 i 4 miejsce w odniesieniu do kryterium nad-rzędnego D), a także niektóre zalety ścianowych systemów zwałowych (urabianie i odstawa urobku, obudowa pola roboczego). W systemach tych można doszukać się korzystniejszych warunków utrzymania chodników przyścianowych (przyubierko-wych), co również jest ich atutem. Obecnie systemy te są stosowane sporadycznie, jednak w przyszłości powinny być wykorzystywane w większym zakresie. To do-mniemanie wynika przede wszystkim ze specyfiki polskiego górnictwa węgla ka-miennego. Sukcesywne wyczerpywanie się złóż zalegających w dogodnych warunkach będzie zmuszać do sięgania eksploatacją po partie pokładów zalegających

206

w filarach ochronnych, w obszarach wymagających rygorystycznej ochrony obiektów infrastruktury powierzchniowej i podziemnej. Systemy te cechują się słabiej rozwinię-tą technologią i techniką związaną z procesami podsadzania i obudowy pola podsadz-kowego. Jest to obszar, w którym powinny skoncentrować się prace badawcze i konstrukcyjne, które będą prowadzone w Polsce w najbliższej przyszłości. Bez ich pomyślnego rozwiązania trudno będzie zapewnić odpowiedni poziom koncentracji produkcji, efektywność ekonomiczną oraz bezpieczeństwo pracy. Bardzo duże zna-czenie dla możliwości rozwoju techniczno-technologicznego tych systemów i ich roz-powszechniania będą miały względy spoza tych sfer. Do najważniejszych z nich będą należeć w przyszłości priorytety polityki gospodarczej w zakresie zapewnienia bez-pieczeństwa energetycznego Polski i Unii Europejskiej oraz cena węgla na rynkach światowych. Aspekty te wykraczają poza techniczne uwarunkowania rozwoju techno-logii eksploatacji węgla kamiennego – są one częściowo rozważane w innych zada-niach przedmiotowego foresightu.

Miejsce 8 i 9 wśród analizowanych technologii eksploatacji zajmuje system ko-morowo-filarowy PEZ5 i chodnikowy PEZ4. W przeprowadzonym ankietowaniu uzy-skały one zbliżoną wartość wskaźnika priorytetu, odpowiednio 6,3 i 6,1%. Jest to rezultat przewidywalny – obydwie te technologie w górnictwie węgla kamiennego są słabo rozpowszechnione lub nie są stosowane. Obydwie posiadają podobne atuty ru-chowe: możliwości wybierania nieregularnych partii pokładów, dużą elastyczność kształtowania wielkości wydobycia itp. Posiadają również „wspólne” wady: brak no-woczesnych rozwiązań mechanizacji i automatyzacji procesów technologicznych do-stosowanych do warunków zalegania pokładów węglowych, problemy z bezpieczną likwidacją przestrzeni wybranej, sprawną wentylacją itd. Te wady i zalety znalazły odzwierciedlenie w szczegółowych ocenach. Względem kryterium skuteczności tech-nologii B zajęły one odpowiednio 2 i 1 miejsce, uzyskując 11,2 i 15,8% wartości prio-rytetu. Również wysokie ich pozycje dotyczą kryterium minimalizacji wpływu na środowisko (odpowiednio 1 i 2 miejsce rankingowe z 12,5 i 10,5% wartościami prio-rytetów kryterium D). Można to tłumaczyć możliwością minimalizowania wpływów skutków tak prowadzonej eksploatacji na powierzchnię terenu, możliwościami prowa-dzenia selektywnego wybierania pokładu, uzyskiwania „czystego” urobku itd. Z dru-giej strony niskie miejsca rankingowe i niskie wartości priorytetów technologie te otrzymały w zakresach kryteriów związanych z bezpieczeństwem, koncentracją pro-dukcji, obudową i innymi.

Technologie komorowo-filarowej i chodnikowej eksploatacji pokładów należy traktować jako uzupełniające w odniesieniu do systemów ścianowych i ubierkowych. Ich rola może wzrastać proporcjonalnie do potrzeby wybierania resztkowych partii złoża, jak również partii zalegających w trudnych warunkach geologicznych (rozwi-nięta tektonika, duże nachylenie, nieregularna miąższość itp.). Odpowiednio do tego powinny być prowadzone takie badania rozwojowe i wdrożeniowe, których celem jest poprawa standardu ich bezpieczeństwa i rozwój techniczno-technologiczny.

Trzy ostatnie miejsca rankingowe zajmują systemy podbierkowe: ubierkowo- -podbierkowy PEE8, podbierkowy ścianowy PEE2 i podbierkowy chodnikowy PEE1. Ten stan ujawnił kilka ich charakterystycznych cech; przede wszystkim (poza syste-mem podbierkowym chodnikowym stosowanym tylko w kopalni „Kazimierz-Juliusz”) fakt ich niestosowania w polskim górnictwie i związany z tym brak do-świadczeń praktycznych. Systemy te wymagają występowania grubych pokładów

207

węgla, regularnego ich zalegania i ograniczonego natężenia występowania zagrożeń górniczych. Bardzo intensywnie oddziaływają również na powierzchnię terenu. Te aspekty decydowały o stosunkowo niskich ocenach wpływających na wartości priorytetów odpowiednich cząstkowych kryteriów (subkryteriów) i w efekcie niskich wartościach wskaźnika priorytetu globalnego. Technologii tych nie należy jednak po-mijać w rozważaniach nad przyszłym obrazem technologicznym polskiego górnictwa węgla kamiennego. Z doświadczeń zagranicznych wiadomo, że systemy te mogą cha-rakteryzować się dobrymi wskaźnikami techniczno-ekonomicznymi: wysoką wydaj-nością, wysoką koncentracją wydobycia, efektywnością produkcji itd. Należy więc przyjąć, że w odpowiednich dla nich warunkach mogą być w przyszłości z powodze-niem wykorzystywane. Nieprzypadkowo zostały wstępnie zakwalifikowane do tech-nologii rozwojowych – ich ograniczenia i wady w odniesieniu do charakterystycznych warunków zalegania pokładów w GZW, szczególnie w odniesieniu do występujących tam zagrożeń, powinny stanowić o kierunkach prac badawczo-rozwojowych.

Przed wprowadzeniem tych systemów w szerszym zakresie, należałoby dokładnie określić wszystkie zagadnienia związane z bezpieczeństwem pracy. Szczególnie istot-ne powinno być odniesienie się do wymogów obowiązujących przepisów i być może umieszczenie w przepisach punktów bezpośrednio odnoszących się do takich syste-mów eksploatacji.

5 . 2 . 3 . O c e n a i n n o w a c y j n o ś c i t e c h n o l o g i i m e c h a n i z a c j i p r o c e s ó w e k s p l o a t a c j i

Duża liczba i różnorodność procesów towarzyszących eksploatacji powoduje, że technologii mechanizacyjnych jest jeszcze więcej (Sikora 2008). Dlatego też zosta-ły one podzielone na dwie grupy. Pierwsza, to mechanizacja towarzysząca technolo-giom udostępniającym i przygotowawczym, dla której określono odpowiednie kryteria (tab. 5.26).

Tabela 5.26. Kryteria podstawowe i ich wagi, przyjęte dla technologii mechanizacyjnych towarzyszących technologiom udostępniającym i przygotowawczym stosowanym przy drążeniu wyrobisk poziomych i pionowych

Numer kryterium

Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzinach techniki (materiały, informatyka, organizacja, automatyzacja itp.) 0,15

2 Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność, czyli zdolność do spełniania swoich funkcji w określonych warunkach występujących w kopalniach. Skuteczność należy rozpatrywać w aspekcie technicznym, opłacalności, strat złoża, niezawodności itp.

0,25

3 Kryterium uniwersalności, a więc możliwość konfiguracji wyposażenia przodków eksploatacyjnych z wyko-rzystaniem wytwarzanych obecnie typowych, przeznaczonych do tego celu, środków technicznych

0,20

4 Kryterium bezpieczeństwa technologii w odniesieniu do warunków ich stosowania (warunki górniczo-geologiczne, zagrożenia naturalne) oraz sposobu jej obsługi przez pracowników 0,20

5 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko. Należy uwzględniać wpływ bezpośredni (powierzchnia, wody dołowe, metan itp.) oraz pośredni („czysty węgiel”, selektywna eksploatacja itp.) 0,15

6 Kryterium możliwości wykorzystania złóż obecnie pozabilansowych 0,05

208

5.2.3.1. Innowacyjność technologii mechanizacji

Powyższe kryteria posłużyły do oceny innowacyjności technologii mechanizacyj-nych odrębnie dla wyrobisk poziomych (tab. 5.27) oraz stromych i pionowych (tab. 5.28). Druga grupa dotyczy technologii eksploatacji, dla których również określono kryteria i ich wagi (tab. 5.29) oraz innowacyjność (tab. 5.30).

Tabela 5.27. Ocena innowacyjności technologii mechanizacyjnych towarzyszących technologiom udostępniającym i przygotowawczym stosowanym przy drążeniu wyrobisk poziomych

Lp.

Nazwa technologii

Numer kryterium/ waga kryterium

Sum

a

ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 6 natężenie innowacyjno-

ści wady zalety 0,15 0,25 0,20 0,20 0,15 0,05

wartość przydatności 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1

Urabianie MW – wiercenie ręczne i ładowanie ładowarkami zgarniakowymi, montaż obudowy ręczny

1 1 2 1 1 1 1,20 zanikowa

bardzo mały postęp, nieko-rzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, nieregularny wyłom wyrobi-ska, gazy postrzałowe, zagrożenie dla załogi w przodku

możliwość urabiania każdego rodzaju skał, mała liczba maszyn w przodku

2

Urabianie MW – wiercenie z podpory lub rozpory i ładowanie ładowarkami zgarniako-wymi, montaż obudowy ręczny

2 1 2 2 2 2 1,65 rozpo-wszechniona II – poziom a

bardzo mały postęp, nieko-rzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, nieregularny wyłom wyrobi-ska, gazy postrzałowe, zagrożenie dla załogi w przodku

możliwość urabiania każdego rodzaju skał, mała liczba maszyn w przodku

3

Urabianie MW – wiercenie z podpory lub rozpory i ładowanie ładowarkami bocznie wysypującymi, montaż obudowy ręczny

2 2 2 1 1 1 1,60 rozpo-wszechniona II – poziom b

mały postęp, niekorzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, gazy postrzałowe, nieregularny wyłom wyrobiska, zagrożenie dla załogi w przodku

możliwość urabiania każdego rodzaju skał, szybszy proces ładowania, wykorzystanie czerpaka ładowarki do montażu obudowy

4

Urabianie MW – wiercenie z wysięgnika wozu wiertniczego i ładowanie ładowarkami bocznie wysypującymi, montaż obudowy ręczny

2 3 2 2 2 1 2,30 rozwojowa I – poziom a

średni postęp, niekorzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, gazy postrzałowe, nieregularny wyłom wyrobiska

możliwość urabiania każdego rodzaju skał, mechanizacja procesu wiercenia i ładowa-nia, wykorzystanie czerpaka ładowarki do montażu obudowy

5

Urabianie MW – wierce-nie z wysięgnika wozu wiertniczego i ładowanie ładowarkami bocznie wysypującymi, montaż obudowy z wykorzysta-niem pomostów

3 3 3 2 2 1 2,65 rozwojowa I – poziom b

niekorzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, gazy postrzałowe, nieregular-ny wyłom wyrobiska

postęp powyżej średniej, możliwość urabiania każdego rodzaju skał, mechanizacja procesu wiercenia i ładowania oraz montażu obudowy

6

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi lekkimi, montaż obudowy ręczny

2 2 2 3 2 1 2,05 rozpo-wszechniona II – poziom c

ograniczenie postępu ze względu na szeregowy montaż obudowy, trudności lub brak możliwości urabiania skał zwięzłych i bardzo zwięzłych, generowanie zapylenia

brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych w wyrobisku

7

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi średnimi i ciężkimi, montaż obudo-wy ręczny

3 3 2 3 2 2 2,60 rozwojowa I – poziom b

ograniczenie postępu ze względu na szeregowy montaż obudowy, trudności przy urabianiu skał bardzo zwięzłych, generowanie zapylenia

brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych w wyrobisku

8

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi lekkimi i średnimi, obudowa mieszana kotwowa + łukowa

3 2 2 3 2 3 2,30 rozwojowa I – poziom a

konieczność dodatkowego kotwienia stropu i ociosów, trudności lub brak możliwości urabiania skał zwięzłych i bardzo zwięzłych, genero-wanie zapylenia

brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych w wyrobisku, zmniejszenie kosztu obudowy wyrobiska

9

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi lekkimi i średnimi, strzelanie rozluzowujące, montaż obudowy ręczny

2 2 2 2 2 2 2,00 rozpo-wszechniona II – poziom b

konieczność dodatkowego wiercenia i strzelania, trudności przy urabianiu skał bardzo zwięzłych, generowa-nie zapylenia

mniejsze osłabienie skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska

209

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi lekkimi, montaż obudowy z wykorzystaniem pomo-stów

3 2 3 3 2 1 2,50 rozwojowa I – poziom a

trudności lub brak możliwo-ści urabiania skał zwięzłych i bardzo zwięzłych, gene-rowanie zapylenia

przyspieszenie procesu obudowy, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych

11

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi średnimi i ciężkimi, montaż obudowy z wykorzystaniem pomo-stów

3 3 3 3 2 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

trudności przy urabianiu skał bardzo zwięzłych, generowanie zapylenia

przyspieszenie procesu obudowy, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych

12

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi lekkimi, obudowa chodnikowa tymczasowa, montaż obudowy z wykorzystaniem pomostów

3 2 3 3 2 2 2,55 rozwojowa I – poziom b

trudności lub brak możliwo-ści urabiania skał zwięzłych i bardzo zwięzłych, gene-rowanie zapylenia

równoległy proces obudowy wyrobiska, duży postęp, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych

13

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi średnimi i ciężkimi, obudowa chodni-kowa tymczasowa, montaż obudowy z wykorzystaniem pomostów

3 3 3 3 2 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

trudności przy urabianiu skał bardzo zwięzłych, generowanie zapylenia

równoległy proces obudowy wyrobiska, duży postęp, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych

14

Urabianie mechaniczne kombajnami chodniko-wymi ramionowymi liniowymi, obudowa kotwowa lub podporowa stalowa

3 3 3 2 2 1 2,35 rozwojowa I – poziom a

trudności lub brak możliwo-ści urabiania skał zwię-złych, wykonywanie wyrobiska o profilu prosto-kątnym, stosowane tylko przy odpowiednich warun-kach stropowych

możliwość zastosowania obudowy kotwowej, szyb-kość drążenia wyrobiska, wykorzystanie przy eksploa-tacji ubierek

15

Urabianie mechaniczne kombajnami chodnikowymi ramionowymi z organami wyposażonymi w narzędzia dyskowe

3 3 3 3 2 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

nierównomierność obcią-żenia głowicy kombajnu

duży postęp, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładniejszego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych

16

Urabianie mechaniczne kombajnami ramionowymi wykorzystującymi techni-kę tylnego podcinania

3 3 3 3 2 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

skomplikowane sterowanie ruchami ramion z narzę-dziami dyskowymi

duży postęp, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dowolnego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych

17 Urabianie mechaniczne kombajnami chodniko-wymi specjalnymi

3 3 3 3 2 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

ograniczone profile wyro-bisk, skomplikowane sterowanie maszyną

brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dokładnego, obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych, automatyzacja procesu

18 Urabianie mechaniczne kombajnami chodniko-wymi pełnoprzekrojowymi

3 3 3 3 2 2 2,80 rozwojowa I – poziom c

efektywne tylko przy dużych wybiegach, urabia-nie zwięzłych skał, okrągły profil wyrobiska, stała średnica

bardzo duża wydajność

19

Urabianie mechaniczne kombajnami chodniko-wymi pełnoprzekrojowymi ramionowymi

3 3 2 3 3 2 2,65 rozwojowa I – poziom b

okrągły profil wyrobiska, stała średnica

duża wydajność, możliwość wycofania kombajnu

20

Urabianie mechaniczne kombajnami ramionowymi wykorzystującymi narzę-dzia aktywne (udarowe)

2 2 3 3 2 2 2,40 rozwojowa I – poziom a

ograniczony postęp drążenia

brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania dowolnego, żądanego obrysu wyrobiska, brak gazów postrzałowych, urabianie każdego rodzaju skał

21

Urabianie mechaniczne kombajnami chodniko-wymi ramionowymi średnimi i ciężkimi, zdalne sterowanie maszyny, klimatyzacja kabiny operatora

3 3 3 3 2 3 2,85 rozwojowa I – poziom c

trudności przy urabianiu skał bardzo zwięzłych, generowanie zapylenia

przyspieszenie procesu drążenia, brak osłabienia skał wokół wyrobiska, możliwość uzyskania bardzo dokładnego obrysu wyrobi-ska, brak gazów postrzało-wych, możliwość pracy operatora w bezpiecznej strefie, praca w warunkach podwyższonej temperatury

210

Tabela 5.28. Ocena innowacyjności technologii mechanizacyjnych towarzyszących technologiom udostępniającym i przygotowawczym, stosowanym przy drążeniu wyrobisk pionowych

Lp. Nazwa technologii

Numer kryterium/ waga kryterium

Sum

a

ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 6 natężenie innowacyjno-

ści wady zalety 0,15 0,25 0,20 0,20 0,15 0,05

wartość przydatności 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1

Urabianie MW – ręczne wiercenie lub odbijanie młotkami i ładowa-nie ładowarkami chwytakowymi, ciągnienie kubłami, ręczny montaż odeskowania dla obu-dowy

0 1 2 0 1 1 0,85 zanikowa

bardzo mały postęp, nieko-rzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, nieregularny wyłom wyrobiska, gazy postrzałowe, zagrożenie dla załogi w przodku

niskie koszty wyposażenia, duża uniwersalność

2

Urabianie MW – wiercenie z podpory lub rozpory i ładowanie ładowarkami chwytakowymi, ręczny montaż odeskowania dla obudowy

1 2 3 1 1 2 1,70rozpo-wszechniona II – poziom a

bardzo mały postęp, nieko-rzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, nieregularny wyłom wyrobiska, gazy postrzałowe, zagrożenie dla załogi w przodku

niskie koszty wyposażenia, duża uniwersalność

3

Urabianie MW – zintegrowany system wiercenia, ładowania i opuszczanego odeskowania dla obudowy (agregat szybowy)

2 2 3 3 2 2 2,40 rozwojowa I – poziom a

mały postęp, niekorzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, gazy postrzałowe, nieregularny wyłom wyrobiska, zagrożenie dla załogi w przodku

większe postępy w stosunku do innych systemów, opartych na meto-dzie urabiania MW, możliwość zastoso-wania urabiania mechanicznego przy wykorzystaniu manipulatorów z kompaktowymi głowicami urabiają-cymi

4

Urabianie MW nadsięwłomem – wiercenie mechaniczne z samo-jezdnych platform podwiesza-nych, ładowanie i odstawa urobku grawitacyjne, obudowa zmecha-nizowana kotwiowa lub bez obudowy

3 3 3 2 2 3 2,65 rozwojowa I – poziom a

mały postęp, niekorzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, gazy postrzałowe, nieregularny wyłom wyrobiska, ograniczenia co do wytrzymałości skał otaczających, potrzeba kotwie-nia elementów trasy

5 Wiercenie klasyczną wiertnicą jedno lub wielostopniowe 1 1 1 2 2 1 1,35 zanikowa

wysokie koszty inwestycyjne, mały postęp, niekorzystny wpływ strzelania MW na otaczający górotwór, gazy postrzałowe, nieregularny wyłom wyrobiska

możliwość stosowa-nia w różnych uwarunkowaniach, w tym w warunkach występowania zawodnienia

6 Wiercenie przewodowe wiertni-cami specjalnymi z otworem lub bez otworu pilotującego

2 3 1 3 3 2 2,15rozpo-wszechniona II – poziom c

wysokie koszty inwestycyjne

możliwość wykorzy-stania w kopalni o złożonej strukturze i sieci wyrobisk dla wykonywania szybików i szybów międzypoziomowych

7 Wiercenie nadsięwłomem z otworem lub bez otworu pilotującego

2 2 1 3 3 2 2,15rozpo-wszechniona II – poziom c

wysokie koszty inwestycyjne, duża energochłonność, trudno-ści z transportem urobku

bardzo duża efektywność

8 Poszerzanie szybów kombajnem pełnoprzekrojowym 3 2 1 3 3 2 2,30 rozwojowa

I – poziom a

wysokie koszty inwestycyjne, ograniczony zakres stosowania do poszerzania istniejących szybów lub konieczność wykonania otworu pilotującego

bardzo duża wydaj-ność, autonomicz-ność urządzenia

9 Pełnoprzekrojowe wiercenie kombajnem szybowym 3 2 2 3 3 2 2,40 rozwojowa

I – poziom a

wysokie koszty inwestycyjne, trudności związane z transpor-tem urobku

bardzo duża wydaj-ność, oszczędności na robociźnie

211

Tabela 5.29. Kryteria podstawowe i ich wagi przyjęte dla technologii mechanizacyjnych dla eksploatacji pokładów węgla

Numer kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzinach techniki (materiały, informatyka, organizacja, automatyzacja itp.) 0,10

2

Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność jest rozumiana jako możliwość uzyskania celu technicznego w określonych warunkach geologiczno--górniczych i obejmuje aspekty: dostosowania do istniejących warunków, techniczny, efektywności ekonomicznej, minimalizacji strat związanych z wybieraniem złoża itp.)

0,35

3 Kryterium uniwersalności technologii w odniesieniu do warunków użytkowania i kompatybilności z innymi środkami technicznymi. Uniwersalność należy rozpatrywać w wymiarze technicznym i funkcjonalnym

0,15

4 Kryterium minimalizacji negatywnego wpływu na środowisko, uwzględniające wpływ bezpośredni (powierzchnia, wody dołowe, metan itp.) 0,15

5 Kryterium bezpieczeństwa rozpatrywanego w aspekcie bezpieczeństwa stanowiskowego i procesowego, związanego z użytkowaniem maszyn i urządzeń ścianowych 0,20

Tabela 5.30. Ocena innowacyjności technologii mechanizacyjnych dla eksploatacji pokładów węgla

Lp. Nazwa

technologii

Numer kryterium/waga kryterium

Suma ocen

Natężenie innowacyjności

1 2 3 4 5

0,10 0,35 0,15 0,15 0,25

wartość przydatności

1 Urabianie MW – wiercenie ręczne i ładowanie ładowarkami zgarniakowymi, montaż obudowy ręczny 1 1 2 1 1 1,20 zanikowa

1 Ściany niskie – system strugowy 3 3 2 3 3 2,85 rozwojowa I – poziom c

2 Ściany niskie – system kombajnowy 2 2 2 2 1 1,60 rozpowszechniona II – poziom a

3 Ściany średnie – system strugowy 3 2 2 2 3 2,35 rozwojowa I – poziom a

4 Ściany średnie – system kombajnowy 3 3 3 3 3 3,00 rozwojowa I – poziom c

5 Ściany wysokie z zawałem – system kombajnowy 2 2 2 2 3 2,25 rozwojowa I – poziom a

6 Ściany wysokie z podsadzką – system kombajnowy 1 2 2 3 1 1,75 rozpowszechniona II – poziom a

7 Ściany wysokie podbierkowe – system kombajnowy 1 2 2 2 1 1,65 rozpowszechniona II – poziom a

5.2.3.2. Hierarchizacja analizowanych wariantów technologii

Hierarchia wyznaczona metodą AHP pozwoliła zobiektywizować ocenę innowa-cyjności. Kolejność poszczególnych technologii odpowiada miejscu w hierarchii w aspekcie przyjętego celu głównego, jakim jest innowacyjność technologii (Kozieł, Mazurkiewicz 2008a). Należy przy tym jeszcze raz podkreślić, że w świetle przyję-tych kryteriów pod pojęciem innowacyjności rozumie się głównie przydatność techno-logii ze względu na bezpieczne i efektywne pozyskiwanie węgla w przewidywanych warunkach geologiczno-górniczych.

Hierarchię ścianowych systemów mechanizacyjnych przedstawiono w tabeli 5.31.

212

Tabela 5.31. Hierarchia ścianowych systemów mechanizacyjnych

Miejsce rankingowe

Nazwa technologii Symbol Wartość wskaźnika priorytetu %

1 Ściany średnie – system kombajnowy W4 27,82 Ściany niskie – system strugowy W1 20,23 Ściany średnie – system strugowy W3 15,34 Ściany wysokie podbierkowe W7 12,65 Ściany wysokie z podsadzką W6 9,26 Ściany wysokie z zawałem W5 9,07 Ściany niskie – system kombajnowy W2 5,7

Z powyższego zestawienia wynika, że w świetle przyjętych kryteriów, zdecydo-wanie najbardziej zaawansowany pod względem technicznym i przydatny ze względu na efektywność, jest kombajnowy system mechanizacyjny, przeznaczony do ścian średnich, a następnie system strugowy w zakresie ścian niskich i średnich. Wynika to z faktu, że w przypadku obu systemów, przebieg procesu produkcyjnego w ścianie może być w pełni zautomatyzowany, co umożliwia uzyskanie bardzo dobrych wyni-ków produkcyjnych, przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa stanowiskowe-go. Lokalne sterowniki poszczególnych maszyn i urządzeń zabezpieczają ich napędy przed przeciążeniem, pozwalają na optymalizację parametrów pracy i umożliwiają szybką diagnostykę techniczną. Dzięki pełnej kontroli przebiegu procesu produkcyj-nego jest możliwa minimalizacja wpływu na środowisko przez zmniejszenie zanie-czyszczenia urobku i zmniejszenie zużycia energii i wody. W górnictwie światowym zastosowanie kombajnowych systemów mechanizacyjnych w ścianach średnich i stru-gowych w ścianach niskich pozwala na uzyskanie lepszych wyników produkcyjnych.

Kolejne miejsce w hierarchii ścianowych systemów mechanizacyjnych zajmuje system kombajnowy przeznaczony do wybierania pokładów grubych systemem podbierkowym. Technologia ta jest rozwijana z powodzeniem od kilkunastu lat w Chinach i ze względu na osiągniętą skuteczność wzbudziła duże zainteresowanie w krajach, w których jest rozwinięty przemysł wydobywczy węgla kamiennego i/lub są produkowane maszyny i urządzenia górnicze. Obecny poziom techniki w tym zakresie umożliwia efektywną i bezpieczną eksploatację pokładów o grubości więk-szej niż 6 m, lecz pewne aspekty związane z pozyskiwaniem węgla od strony zawału, wymagają jeszcze udoskonalenia. Stąd niższa pozycja tej technologii w stosunku do poprzednich.

Stosowanie ścian podsadzkowych jest związane głównie z koniecznością ochrony powierzchni przed skutkami prowadzonej działalności górniczej. Stąd zainteresowanie tą technologią ma charakter lokalny. Ze względu na bezpieczeństwo, oba procesy – pozyskiwania węgla i podsadzania wybranej przestrzeni, nie są prowadzone jednocze-śnie. Pomimo tego w ścianach tych uzyskuje się zadowalające wyniki produkcyjne. Wynika to z faktu, że w procesie pozyskiwania węgla jest stosowane standardowe wyposażenie. Dalszych prac wymaga natomiast pełna mechanizacja i kontrola procesu podsadzania.

Niska pozycja kombajnowych systemów mechanizacyjnych, przeznaczonych do ścian wysokich, wynika ze zwiększenia zakresu wybierania pokładów na pełną gru-bość do 6,5 m. Rozwój techniki przyczynił się do powstania problemów pogarszają-

213

cych bezpieczeństwo stanowiskowe i procesowe. Wynika to głównie z intensyfikacji zjawiska odspajania górnych naroży pokładu i większego, niekontrolowanego odkry-cia stropu. Ponadto zwiększenie mocy napędów sprawia, że szczególnego znaczenia nabierają układy zabezpieczające maszyny i urządzenia przed przeciążeniem. Należy przy tym zaznaczyć, że wyposażenie techniczne ścian do wysokości 4,5 m nie różni się od stosowanego w ścianach średnich, stąd ocena tego wyposażenia dla tego zakre-su wysokości ścian jest zdecydowanie wyższa.

Najniższe miejsce w hierarchii analizowanych wariantów technologii systemów kombajnowych przeznaczonych do ścian niskich nie wynika z poziomu technicznego wyposażenia technicznego, ale głównie z oceny w świetle kryteriów: skuteczności, uniwersalności, oddziaływania na środowisko i ergonomicznego. Kombajny mogą być stosowane w ścianach o wysokości powyżej 1,4 m, przy czym ich wydajność jest ograniczona względami ergonomicznymi. Wynika to faktu, że kombajniści prze-mieszczają się wzdłuż całej długości ściany w przestrzeni ograniczonej wymiarami wyrobiska. Poza tym występuje duże zanieczyszczenie urobku skałą płonną, co zmniejsza wydobycie netto, zwiększa energochłonność procesu produkcyjnego i od-działywuje niekorzystnie na środowisko. Biorąc pod uwagę warunki zalegania pokła-dów w Polsce, związane z występowaniem uskoków, należy podjąć prace dotyczące opracowania kombajnu w wersji compact, który może być zastosowany w pokładach o grubości powyżej 1,2 m.

W tabeli 5.32 przedstawiono hierarchię systemów sterowania ścianowych kom-pleksów mechanizacyjnych w oparciu o uzyskane wskaźniki oceny. Podobnie, jak w przypadku ścianowych systemów mechanizacyjnych, kolejność poszczególnych technologii odpowiada miejscu w hierarchii w aspekcie przyjętego celu głównego, jakim jest innowacyjność technologii. Należy przy tym jeszcze raz podkreślić, że w świetle przyjętych kryteriów pod pojęciem innowacyjności rozumie się głównie przydatność technologii ze względu na bezpieczne i efektywne pozyskiwanie węgla w przewidywanych warunkach geologiczno-górniczych.

Tabela 5.32. Hierarchia systemów sterowania ścianowych kompleksów mechanizacyjnych Miejsce

rankingowe Nazwa technologii Symbol

Wartość wskaźnika priorytetu %

1 Kombajnowy system mechanizacyjny W6 26,2 2 Strugowy system mechanizacyjny W5 21,4 3 Sekcje obudowy zmechanizowanej W4 15,9 4 Zespół strugowy W1 12,5 5 Przenośnik ścianowy W3 11,9 6 Kombajn ścianowy W2 11,8

Z przedstawionej hierarchii systemów sterowania ścianowych kompleksów me-chanizacyjnych wynika, że zdecydowanie wyższa jest ocena systemów sterowania całych systemów mechanizacyjnych w stosunku do systemów sterowania poszczegól-nymi maszynami i urządzeniami ścianowymi. Wynika to z tego, że zintegrowanie poszczególnych sterowników lokalnych ze sterownikiem centralnym multiplikuje możliwości całego systemu. Większe są wówczas możliwości zapewniania bezpie-czeństwa procesowego i stanowiskowego. Systemy lokalne mają budowę modułową

214

i są kompatybilne. W związku z powyższym, w zależności od potrzeb, istnieje możli-wość rozbudowy zintegrowanego systemu sterowania w powiązaniu z systemem mo-nitorowania środowiska górniczego.

Najwyższa ocena wśród sterowników lokalnych dla sterowania sekcjami obudo-wy zmechanizowanej, wynika z zaawansowania technologicznego oraz liczby realizowanych funkcji. Oprócz możliwości realizacji automatycznego sterowania sekwencyjnego sekcjami, programowane sterowniki lokalne zapewniają uzyskiwanie wymaganych parametrów pracy sekcji, a także są wykorzystywane w procesie regula-cji obciążenia maszyny urabiającej i przenośnika ścianowego, ponieważ posiadają możliwość programowanej zmiany szerokości zabioru.

Ostatnia pozycja w hierarchii systemu sterowania kombajnu ścianowego wynika z bardzo szerokiego zakresu kryteriów oceny i zróżnicowania rozwiązania technicz-nego kombajnu w zależności od wysokości stosowania. Do podstawowych funkcji sterownika kombajnu należą: • funkcje regulacyjne, które z założenia mają zapewnić pełne wykorzystanie poten-

cjału technicznego kombajnu, • funkcje zabezpieczające, powodujące zatrzymanie kombajnu lub jego wyłączenie

po przekroczeniu poziomu alarmowego, • funkcje diagnostyczne o przekroczeniu progów ostrzegania, polegające na przeka-

zywaniu sygnału i komunikatu tekstowego o osiągnięciu przez jeden z analizowa-nych parametrów poziomu grożącego wystąpieniem stanu awaryjnego,

• funkcje diagnostyczne o charakterze informacyjnym, dające możliwość śledzenia na bieżąco zmian analizowanych parametrów,

• funkcje wspomagające lokalizację uszkodzeń w formie komunikatów tekstowych, które wskazują zespół lub element działający niepoprawnie,

• funkcje transmisji danych do systemów wizualizacji i archiwizacji danych.

Z powyższego zestawienia wynika, że jest spełniony wymóg uzyskiwania sygna-łów charakteryzujących proces użytkowania obiektu oraz jest prowadzony proces dia-gnozowania w zakresie stanu obciążenia poszczególnych podzespołów i właściwości obiektu diagnozowania. Jest to zatem diagnostyka służąca bezpośredniemu zabezpie-czeniu obiektu przed uszkodzeniem. Funkcje regulacyjne umożliwiają robotyzację kombajnów. Zatem z punktu widzenia zaawansowania technologicznego i wynikają-cych z tego funkcji, sterowanie kombajnu należy ocenić wysoko. Podobnie sytuacja wygląda w przypadku sterowania zespołem strugowym. Funkcje realizowane przez ten system umożliwiają pełne wykorzystanie potencjału technicznego struga, a w po-łączeniu z pozostałymi modułami pełną automatyzację procesu produkcyjnego w ścianie i wycofanie załogi ze ściany.

System sterowania automatycznego przenośnika ścianowego spełnia następujące funkcje: • regulacyjne, które mają zapewnić równomierne obciążenie napędów w biegu usta-

lonym i prawidłowy przebieg rozruchu, • zabezpieczające, powodujące ograniczenie obciążenia przenośnika zarówno sta-

tycznego, jak i dynamicznego,

215

• diagnostyczne o przekroczeniu progów ostrzegania, polegające na przekazywaniu sygnału i komunikatu tekstowego o osiągnięciu przez jeden z analizowanych pa-rametrów poziomu grożącego wystąpieniem stanu awaryjnego,

• diagnostyczne o charakterze informacyjnym, dające możliwość śledzenia na bie-żąco zmian analizowanych parametrów.

Należy przy tym zaznaczyć, że funkcja zabezpieczająca przed nadmiernym obcią-żeniem o charakterze statycznym jest realizowana przez sam układ napędowy, a w przypadku obciążenia dynamicznego przez układ nadążnej zmiany napięcia łań-cucha.

Przedstawiona powyżej hierarchizacja ścianowych systemów mechanizacyjnych i ich systemów sterowania, została przeprowadzona w stosunku do obecnego stanu technologii w górnictwie światowym. Stan technologii w analizowanym zakresie w górnictwie polskim jest nieco odmienny. Wynika to z faktu, że w zasadzie nie sto-suje się obecnie w Polsce techniki strugowej i systemów podbierkowych. Poza tym poziom systemów sterowania w rozwiązaniach technicznych maszyn i urządzeń pro-dukowanych w Polsce jest na poziomie górnictwa światowego w przypadku kombaj-nów ścianowych, pozostałe systemy wymagają dalszego udoskonalania. Porównanie stanu techniki w tym zakresie powinno być uwzględnione w trakcie tworzenia scena-riuszy rozwoju technologicznego.

5 . 2 . 4 . O c e n a i n n o w a c y j n o ś c i s y s t e m ó w z a s i l a n i a , i n f o r m a t y k i i a u t o m a t y k i

Specyfika systemowego zasilania, systemowej informatyki i systemowej automaty-ki polega między innymi na tym, że spełniają one funkcje usługowe wobec pozostałych technologii produkcji węgla kamiennego. Zatem rodzaj rozwiązań musi być do nich dostosowany i uwzględniać uwarunkowania, w jakich technologie są stosowane (Tren-czek 2007c; Cuber, Trenczek 2007). Dosyć trudno jest więc ocenić stan stosowania za-sadniczej infrastruktury systemowej. Ponadto do oceny innowacyjności nie da się wykorzystać wszystkich poprzednio stosowanych kryteriów (Trenczek, Wasilewski 2008b). Przez to też wagi im przypisane mają nieco większe wartości (tab. 5.33).

Tabela 5.33. Kryteria podstawowe i ich wagi, przyjęte dla elementów systemowego zasilania, systemo-wej informatyki i systemowej automatyki

Numer kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzi-nach techniki (materiały, informatyka, organizacja, automatyzacja itp.)

0,25

2

Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych. Skuteczność jest rozumiana jako możliwość uzyskania celu technicznego w określonych warunkach geologiczno- -górniczych i obejmuje aspekty: dostosowania do istniejących warunków, techniczny, efektywności ekonomicznej, minimalizacji strat związanych z wybieraniem złoża itp.

0,40

3 Kryterium uniwersalności technologii w odniesieniu do warunków użytkowania i kompatybilności z innymi środkami technicznymi. Uniwersalność należy rozpatrywać w wymiarze technicznym i funkcjonalnym

0,35

216

5.2.4.1. Innowacyjność systemowego zasilania

W procesach produkcji węgla kamiennego występuje wielorakość stosowanych rozwiązań z zakresu systemowego zasilania. Jest ona na tyle różnorodna, że mogą występować i występują elementy o różnym poziomie innowacyjności. I jest to zgod-ne z istniejącymi warunkami i zgodne z obowiązującymi przepisami. Jednoznaczne określenie stopnia innowacyjności elementów systemowego zasilania SIZ jest prak-tycznie niemożliwe. Decyduje o tym specyfika sieci elektroenergetycznych i urządzeń pośrednich (pomocniczych), która sama w sobie spełnia rolę usługową dla technologii górniczych oraz mechanizacyjnych i musi być do nich dostosowana (Trenczek 2007b).

Uwzględniając powyższą specyfikę, do przyjętej metody wielokryterialnej oceny innowacyjności, przydatność elementów określono niejednoznacznie. Przyjęto, że należy uwzględnić wszystkie wartości przydatności pi = 1–3 (Trenczek, Wasilewski 2008a). Efektem tego jest niejednoznaczne określenie innowacyjności elementów sys-temowego zasilania (tab. 5.34).

Tabela 5.34. Ocena innowacyjności elementów systemowego zasilania

Lp. Nazwa elementu

Numer kryterium/ waga kryterium

Suma ocen Natężenie innowacyjności 1 2 3

0,25 0,40 0,35

wartość przydatności

1 Urządzenia zasilające SN 1–3 1–3 1–3 1–3

rozwojowe – Ia, Ib, Ic

rozpowszechnione – IIa, IIb, IIc

zanikowe – III

2 Urządzenia zasilające NN 1–3 1–3 1–3 1–3

3 Aparatura łączeniowa SN 1–3 1–3 1–3 1–3

4 Aparatura łączeniowa NN 1–3 1–3 1–3 1–3

5 Kable i przewody wraz z osprzętem SN 1–3 1–3 1–3 1–3

6 Kable i przewody wraz z osprzętem NN 1–3 1–3 1–3 1–3

7 Urządzenia zabezpieczające SN 1–3 1–3 1–3 1–3

8 Urządzenia zabezpieczające NN 1–3 1–3 1–3 1–3

W rezultacie otrzymano ocenę ogólną, uniemożliwiającą wyodrębnienie konkret-nych stopni innowacyjności rozwiązań systemowego zasilania. Oznacza to, że każdy z elementów, zawierając zróżnicowane rozwiązania dostosowane do konkretnych po-trzeb, posiada cechy każdego stopnia innowacyjności.

5.2.4.2. Innowacyjność systemowej informatyki

Rozwiązaniom stosowanym w elementach systemowej informatyki można przy-pisać konkretne wartości przydatności pi, dzięki czemu w sposób jednoznaczny można określić natężenie innowacyjności elementów systemowej informatyki (tab. 5.35) (Trenczek, Wasilewski 2007).

217

Tabela 5.35. Ocena innowacyjności elementów systemowej informatyki

Lp. Nazwa elementu

Numer kryterium/ waga kryterium

Suma ocen

Natężenie innowacyjności 1 2 3

0,25 0,40 0,35wartość przydatności

1 Łączność analogowa 1 2 2 1,75 rozpowszechniony II – poziom a

2 Łączność cyfrowa 3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

3 Gazometria 2 2 2 2,00 rozpowszechniony II – poziom b

4 Aerometria 3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

5 System dyspozytorski podziemnych procesów produkcyjnych

2 3 2 2,40 rozwojowy I – poziom a

6 System dyspozytorski technologicznych procesów przeróbki

2 3 2 2,40 rozwojowy I – poziom a

7 Monitorowanie zagrożenia tąpaniami 2 3 2 2,40 rozwojowy I – poziom a

8 Zintegrowane systemy bezpieczeństwa 3 3 3 3,0 rozwojowy I – poziom c

9 Telewizja przemysłowa 3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

5.2.4.3. Innowacyjność systemowej automatyki

Rozwiązaniom stosowanym w elementach systemowej automatyki również moż-na przypisać odpowiednie wartości liczbowych przydatności pi (Trenczek 2007a). Umożliwia to określenie natężenia innowacyjności elementów systemowej automatyki (tab. 5.36).

Tabela 5.36. Ocena innowacyjności elementów systemowej automatyki

Lp. Nazwa elementu

Numer kryterium/ waga kryterium

Suma ocen

Natężenie innowacyjności

1 2 3 0,25 0,40 0,35 wartość przydatności

1 2 3 4 5 6 7

1 Automatyczna metanometria cykliczna 1 2 2 1,75 rozpowszechniony II – poziom a

2 Automatyczna metanometria ciągła 3 2 2 2,25 rozpowszechniony II – poziom c

3 Kontrola i diagnostyka kombajnu chodnikowego 3 2 2 1,90 rozpowszechniony II – poziom b

4 Kontrola i diagnostyka kombajnu ścianowego 3 2 2 1,90 rozpowszechniony II – poziom b

5 Sterowanie maszyn urabiających w wyrobiskach wybierkowych

3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

6 Sterowanie obudową wyrobisk wybierkowych 3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

7 Sterowanie jednostkowymi elementami procesów przeróbki 2 2 1 1,65 rozpowszechniony II – poziom a

8 Kompleksowe sterowanie poszczególnymi procesami technologicznymi przeróbki

3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

9 Układ przekaźnikowo-stykowy automatyzacji i sterowania transportu pionowego

2 2 1 1,65 rozpowszechniony II – poziom a

10 Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania transportu pionowego

3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

218

1 2 3 4 5 6 7

11 Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego torowego

2 2 1 1,65 rozpowszechniony II – poziom a

12 Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego podwieszanego

3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

13 Układ przekaźnikowo-stykowy automatyzacji i sterowania transportu przenośnikowego

2 2 1 1,65 rozpowszechniony II – poziom a

14 Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania transportu przenośnikowego

3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

15 Bezregulacyjne układy napędów wentylatorów 2 2 1 1,65 rozpowszechniony II – poziom a

16 Regulacyjne układy napędów wentylatorów 3 3 3 3,00 rozwojowy I – poziom c

17 Monitorowanie i sterowanie głównego odwadniania 2 2 1 1,65 rozpowszechniony II – poziom a

18 Systemowe monitorowanie i sterowanie pompowni głębinowych

3 3 2 2,65 rozwojowy I – poziom b

5.2.4.4. Hierarchizacja infrastruktury systemowej

Zgodnie z hierarchizacją przeprowadzoną metodą Analizy Hierarchicznej Pro-blemu określono następujący ranking innowacyjnych elementów systemowej informa-tyki (tab. 5.37) i systemowej automatyki (tab. 5.38).

Tabela 5.37. Hierarchizacja elementów systemowej informatyki

Miejsce rankingowe

Nazwa technologii Symbol Wartość wskaźnika priorytetu %

1 Monitorowanie zagrożenia tąpaniami I-6 13,00

2 Zintegrowane systemy bezpieczeństwa I-7 12,57

3 Gazometria I-3 11,99

4 System dyspozytorski podziemnych procesów produkcyjnych I-5a 11,74

5 Aerometria I-4 10,98

6 Łączność cyfrowa I-2 10,37

7 Telewizja przemysłowa I-8 10,19

8 System dyspozytorski technologicznych procesów przeróbki I-5b 9,27

9 Łączność analogowa I-1 9,17

Tabela 5.38. Hierarchizacja elementów systemowej automatyki Miejsce

rankingowe Nazwa technologii Symbol Wartość wskaźnika priorytetu %

1 Automatyczna metanometria ciągła A-2 13,76

2 Sterowanie maszyn urabiających w wyrobiskach wybierkowych A-4 12,51 3 Kompleksowe sterowanie poszczególnymi procesami

technologicznymi przeróbki A-7 12,38

4 Automatyczna metanometria cykliczna A-1 12,21 5 Sterowanie obudową wyrobisk wybierkowych A-5 11,30

6 Kontrola i diagnostyka kombajnu ścianowego A-3b 11,02 7 Kontrola i diagnostyka kombajnu chodnikowego A-3a 10,60

8 Sterowanie jednostkowymi elementami procesów przeróbki A-6 10,20

219

Najbardziej innowacyjnymi elementami systemowej informatyki są rozwiązania związane z monitorowaniem zagrożenia tąpaniami I-6 oraz zintegrowanymi systema-mi bezpieczeństwa I-7, co wskazuje, że sprawa bezpieczeństwa załogi i ruchu zakładu górniczego jest stawiana przed innymi. Z kolei w systemowej automatyce najbardziej innowacyjnymi elementami są automatyczna metanometria ciągła A-2 oraz sterowanie maszyn urabiających w wyrobiskach wybierkowych A-4. I w tym przypadku akcent jest położony na bezpieczeństwo, bowiem metanometria ciągła podnosi poziom bez-pieczeństwa pracy, podobnie jak sterownie maszynami, które odsuwa pracowników od stref bezpośredniego zagrożenia.

Również dalsza kolejność elementów świadczy o tym, że od stosowanych w nich rozwiązań wymaga się podnoszenia poziomu bezpieczeństwa, a dopiero w drugiej kolejności poprawy efektywności produkcji węgla kamiennego.

Biorąc pod uwagę fakt, że zasadnicza infrastruktura systemowa znajduje zasto-sowanie we wszystkich technologiach podstawowych, pomocniczych i mechanizacyj-nych, a te są wykorzystywane i będą w coraz trudniejszych warunkach geologiczno- -górniczych, można stwierdzić, że w scenariuszach rozwoju technologicznego pro-dukcji węgla kamiennego nieodzowne będzie dalsze rozwijanie i poszukiwanie no-wych rozwiązań (Cuber, Trenczek 2008).

5 . 2 . 5 . O c e n a i n n o w a c y j n o ś c i t e c h n o l o g i i p r z e r ó b k i w ę g l a

Przeróbka węgla kamiennego jest również dziedziną specyficzną, podobnie jak wcześniej omawiana systemowa infrastruktura. Dobór technologii jest uzależniony od uziarnienia wzbogacanego węgla, jak również od tego, czy węgiel jest przeznaczony do spalania czy do koksowania (Aleksa 2008). Dla każdego rodzaju technologii przy-jęto jednakowe kryteria i ich wagi (tab. 5.39).

Tabela 5.39. Kryteria podstawowe i ich wagi przyjęte dla technologii przeróbki węgla Numer

kryterium Nazwa kryterium Waga

1 Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego) w innych zaawansowanych dziedzinach techniki

0,15

2 Kryterium skuteczności technologii w odniesieniu do warunków zewnętrznych 0,35 3 Kryterium uniwersalności technologii w odniesieniu do techniki i warunków ich stosowania 0,20 4 Kryterium minimalizacji wpływu na środowisko 0,20 5 Kryterium bezpieczeństwa i higieny pracy 0,10

Technologie przeróbki zostały podzielone na cztery grupy w zależności od uziar-nienia węgla poddawanego przeróbce, jak również zaawansowania procesu wzboga-cania.

220

5.2.5.1. Innowacyjność technologii przeróbki mechanicznej węgla kamiennego z zakresu przygotowania węgla

Nowoczesne podejście do zagadnienia przygotowania urobku powinno zapew-nić skuteczne usuwanie z niego tych zanieczyszczeń w stopniu wymaganym dla prawidłowego prowadzenia następnych operacji przeróbczych, jak również dobre uśrednianie parametrów jakościowych tego węgla. Przyjęte obecnie w węźle przygo-towania rozwiązania zarówno dla węgli energetycznych, jak i koksowych, są dobre i w zasadniczej części gwarantują spełnienie tych wymagań. Ich innowacyjność przedstawiono w tabeli 5.40.

Tabela 5.40. Ocena innowacyjności technologii przeróbki mechanicznej węgla kamiennego

Lp. Nazwa technologii

Numer kryterium / waga kryterium

Suma ocen

Ocena innowacyjności

1 2 3 4 5 Natężenie

innowacyjności wady zalety 0,15 0,35 0,20 0,20 0,10 wartość przydatności

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Technologie z zakresu przygotowania węgla

1 Przygotowanie urobku węglowego – proces

1 2 2 2 2 1,75 rozpowszech-niona II – poziom a

mocno rozbudowany układ technologiczno- -maszynowy

zapewnia skutecznie wydzielanie zanieczyszczeń niewęglowych z urobku oraz zmniejszenie górne-go wymiaru ziarn poddawanych procesom przeróbczym

2 Klasyfikacja wstępna przygotowanego węgla

2 2 2 1 1 1,70 rozpowszech-niona II – poziom a

skuteczność procesu mocno uzależniona od zawartości wilgoci w urobku węglowym

zapewnia przygotowanie węgli o uziarnieniu dostosowanym optymalnie do wymogów procesów grawitacyjnego wzbogacania w zależności od charakterystyki technologicznej urobku węglowe-go; umożliwia też wstępne wydzie-lenie tej części urobku, którą można zbywać jako mieszankę energetyczną

3 Odwadnianie koncen-tratów węglowych

3 3 2 3 1 2,60 rozwojowa I – poziom b

proces ten wymaga stosowania kosztownych odwadniarek, które nie są w kraju produkowane

głębokie mechaniczne odwadnia-nie koncentratów węglowych jest tym procesem, który decyduje o jakości i strukturze produkcji netto kopalni, o zbycie i cenie węgla

4 Gospodarka wodno-mułowa – procesy

3 2 2 3 2 2,35 rozwojowa I – poziom a

procesy gospodarki wodno-mułowej wyma-gają stosowania urzą-dzeń o dużych powierzchniach zabu-dowy i dużych mocach, są trudne w prowadze-niu, system monitoringu procesów wodno-muło-wych jest stosowany w stopniu mało zadowa-lającym

procesy gospodarki wodno-mułowej prowadzone w układzie zamkniętym są gwarantem po-prawnej pracy węzłów wzbogaca-nia i odwaniania koncentratów węglowych, decydują o zużyciu wody i ekonomice zakładu przeróbczego

5 Klasyfikacja końcowa i załadunek węgla – procesy

1 2 2 2 2 1,85 rozpowszech-niona II – poziom b

niski stopień mechani-zacji i automatyzacji produkcji mieszanek energetycznych

stosowane układy klasyfikacji końcowej oraz załadunku zapew-niają produkcję sortymentów finalnych, zgodnie z polskimi normatywami, jak również zapew-niają ich załadunek z wysoką wydajnością i dokładno-ścią

221

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Technologie wzbogacania węgla metodami grawitacyjnymi

6 Wzbogacanie w cieczach ciężkich 2 3 2 2 2 2,35

rozwojowa I – poziom a

brak możliwości wzbo-gacania drobnych klas ziarnowych < 8 mm, konieczność oczyszcza-nia (spłukiwania) pro-duktów wzbogacania oraz rekuperacji obciąż-nika, wysokie koszty prowadzenia procesu

bardzo wysoka dokładność roz-działu produktów, duża wydajność procesu wzbogacania, bezobsłu-gowa eksploatacja

7

Wzbogacanie w osadzarkach wodnych pulsacyjnych

3 3 2 3 2 2,70 rozwojowa I – poziom b

konieczność stosowania kilku typów osadzarek do wzbogacania różnych klas ziarnowych, niższa dokładność rozdziału niż we wzbogacalnikach w cieczy ciężkiej, konieczność odwadnia-nia produktów wzboga-cania

wysoka dokładność rozdziału, duża wydajność przy stosunkowo niskich kosztach procesu, możliwość doboru parametrów cyklu pulsacji wody do zmiennych parametrów technologicz-nych nadawy węglowej, automatycz-ne sterowanie i kontrola procesu technologicznego oraz bezobsługowa eksploatacja, możliwość wzbogaca-nia całego urobku w jednorodnej płuczce osadzarkowej, możliwość zastosowania do odkamieniania urobku surowego na dole kopalni

8 Wzbogacanie w cyklonach z cieczą ciężką – proces

1 2 1 2 2 1,65 rozpowszech-niona I – poziom a

dosyć wysokie koszty prowadzenia procesu, konieczność rekuperacji obciążnika

duża dokładność procesu wzboga-cania, możliwość wzbogacania różnych klas ziarnowych po ich odpowiednim przygotowaniu (kruszenie)

9 Wzbogacanie w hydrocyklonach – proces

2 2 2 2 2 2,00 rozpowszech-niona II – poziom b

konieczność użycia znacznej ilości wody roboczej, a tym samym energii na jej krążenie

prosta i tania technologia, możli-wość zabudowy baterii hydrocy-klonów dzięki ich małym rozmiarom i małym masom w istniejących budynkach płuczek (nawet jako przewoźnych), wysoka sprawność w procesach odsiar-czania, możliwość wzbogacania ziaren do 0,01 mm

10 Wzbogacanie we wzbogacalnikach zwojowych – proces

1 2 1 2 2 1,65 rozpowszech-niona II – poziom a

wzbogacalnik 2-produktowy – ko-nieczność budowania zespołów wzbogacalni-ków, zastosowanie tylko do drobnych klas ziarnowych

prosta i tania technologia, wysoka efektywność w procesach odsiar-czania drobnych klas ziarnowych 3–0,05 mm

Technologia wzbogacania węgla metodami fizykochemicznymi

11 Flotacja pianowa 3 3 2 1 1 2,20 rozpowszech-niona II – pozom c

konieczność odwadnia-nia koncentratu, duże obciążenie obiegu wodno-mułowego

możliwość wzbogacania ziarn węglowych o wymiarach poniżej 0,5 mm z dużą wydajnością, stosunkowo niskie koszty procesu

12 Aglomeracja olejowa 2 2 3 2 3 2,30 rozwojowa I – poziom a

wysoki koszt czynników aglomerujących

możliwość wzbogacania ziarn o wymiarach poniżej możliwości flotacji, możliwość wydzialenia węgla z zawiesin zawierających duże ilości substancji mineralnej (różnego rodzaju szlamy węglowe)

13 Otrzymywanie ultraczystego węgla 3 3 2 3 2 2,70

rozwojowa I – poziom b

wysoki koszt procesu, aczkolwiek cena ultra-czystego węgla niewiele przewyższa cenę energetycznych produk-tów z ropy naftowej

możliwość oczyszczania węgla do zawartości popiołu poniżej 1%, który może stanowić paliwo do bezpośredniego zasilania turbin gazowych i silników diesla, jak również wysoko wydajnych kotłów, bardzo korzystny ze względu na ochronę środowiska

222

5.2.5.2. Hierarchizacja podstawowych technologii przeróbki węgla kamiennego

W metodzie AHP rozpatrywano cztery podstawowe technologie przeróbki wę-gla kamiennego. Są nimi dwie technologie z pełnym zakresem wzbogacania węgla – dla węgla energetycznego i dla węgla koksującego – oraz dwie technologie dla węgla energetycznego o różnym uziarnieniu. Pozwoliło to zobiektywizować proces klasyfikacji (wyboru) oraz wskazać czynniki decydujące o miejscach w klasyfikacji technologii. Przeprowadzona ocena hierarchizacji innowacyjności doprowadziła do następujących ustaleń (tab. 5.41).

Tabela 5.41. Hierarchizacja technologii przeróbki węgla Miejsce

rankingowe Nazwa technologii Symbol Wartość wskaźnika priorytetu

% 1 Z pełnym zakresem wzbogacania węgla koksującego MPMK1 40,92 Z pełnym zakresem wzbogacania węgla energetycznego MPME3 30,53 Wzbogacanie węgla o uziarnieniu powyżej (0,1) 0,5 mm MPME2 16,84 Wzbogacanie węgla o uziarnieniu powyżej (10) 20 mm MPME1 11,9

Z powyższego zestawienia wynika, że najbardziej innowacyjne są technologie przeróbki węgla z pełnym wzbogacaniem: w pierwszej kolejności węgla koksowego, w drugiej – węgla energetycznego. W dalszej kolejności są technologie oparte na wzbogacaniu dla uziarnienia mniejszego i na końcu dla uziarnienia większego.

Nowoczesne podejście do zagadnienia przygotowania urobku powinno zapewnić skuteczne usuwanie z niego tych zanieczyszczeń w stopniu wymaganym dla prawi-dłowego prowadzenia następnych operacji przeróbczych, jak również dobre uśrednie-nie parametrów jakościowych tego węgla. Przyjęte obecnie w węźle przygotowania rozwiązania zarówno dla węgli energetycznych, jak i koksowych, są dobre i w zasad-niczej części gwarantują spełnienie tych wymagań.

5.3. Innowacyjne, priorytetowe technologie w przemyśle węgla kamiennego do 2020 roku

Zgodnie z przedstawioną w rozdziale 3 metodą tworzenia scenariuszy, przepro-wadzono analizę strukturalną procesu produkcji węgla kamiennego w aspekcie rozwo-ju technologicznego. Zdefiniowano strukturę procesu produkcji węgla kamiennego, jako układu cząstkowych procesów czynności i operacji technologicznych, realizowa-nych w określonym czasie i przestrzeni, przez zespoły ludzi, przy użyciu środków technicznych (Kozieł, Turek 2007). Analizowaną strukturę procesu produkcji węgla kamiennego przedstawiono na rysunku 5.34 (Zając 1994).

Cząstkowe procesy technologiczne, których realizacja wiąże się z produkcją węgla kamiennego, dzielą się na: • procesy przygotowawcze (roboty udostępniające i przygotowawcze), • procesy podstawowe (roboty wybierkowe i przeróbcze), • procesy pomocnicze (wentylacja, transport, odwadnianie, inne) oraz procesy towarzyszące (ochrona środowiska, bezpieczeństwo, zdrowie) (Turek 2006).

223

Rys. 5.34. Struktura procesu produkcji węgla kamiennego

Przedstawiona w rozdziale 5.1 identyfikacja technologii przemysłu wydobywcze-go węgla kamiennego obejmowała technologie: • eksploatacji, • mechanizacji procesów eksploatacji, • systemów automatyki, informatyki i zasilania, • przeróbki węgla kamiennego.

Wykaz technologii górniczych, które poddano ocenie innowacyjności, metodą ekspercką, zamieszczono w tabelach 5.42–5.43 (Ocena innowacyjności… 2007).

Tabela 5.42. Wykaz technologii górniczych – technologie podstawowe (P) Technologie udostępniające

(PU) Technologie

przygotowawcze (PP) Technologie eksploatacyjne

(PE) Technologie przeróbki

mechanicznej węgla (PM)

I. Wyrobiska (PUW) I. Wyrobiska (PPW) I. System zabierkowy (PEZ) I. Przeróbka węgli energetycznych (PM)

1. Udostępnianie złoża szybami (PUW1)

1. Upadowe, pochylnie (PPW1) 1. Krótkich zabierek (PEZ1)

1. Wzbogacanie węgla o uziarnieniu powyżej (10) 20 mm (PME1)

2. Udostępnianie złoża szybikami (PUW2)

2. Chodniki wentylacyjne, transportowe, piętrowe (PPW2)

2. Długich zabierek (PEZ2) 2. Wzbogacanie węgla o uziarnieniu powyżej (0,1) 0,5 mm (PME2)

3. Udostępnianie złoża sztolniami (PUW3)

3. Przecinki (PPW3) 3. Komorowy (PEZ3) 3. Wzbogacanie węgla w pełnym zakresie uziarnienia (PME3)

4. Udostępnianie złoża przecz-nicami i przekopami (PUW4) 4. Chodnikowy (PEZ4)

II. Przeróbka węgli koksowych (PMK)

5. Udostępnianie upadowymi (PUW5)

5. Komorowo-filarowy (PEZ5) 1. Wzbogacanie węgla w pełnym zakresie uziarnienia (PMK1)

II. Systemy ścianowe (ubierkowe) (PES)

1. Podłużny z zawałem stropu (PES1)

2. Podłużny z podsadzką hydrauliczną (PES2)

224

II. Model rozcięcia złoża (PUM))

3. Podłużny z podsadzką suchą (PES3)

1. Model kamienny (PUM1) 4. Poprzeczny z zawałem stropu (PES4)

2. Model węglowy (PUM2) 5. Ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną (PES5)

3. Model węglowo- -kamienny (PUM3)

6. Ubierkowo-zabierkowy (PEE4)

7. System jankowicki (PEE5)

II. a.Ubierkowy podłużny z zawałem stropu (PEU1) Ubierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną (PEU2)

III. System specjalny (PEE)

1. Podbierkowy chodnikowy (PEE1)

2. Podbierkowy ścianowy (PEE2)

3. Podziemne zgazowanie (PEE3)

4. Ubierkowo-zabierkowy (PEE4)

5. System jankowicki (PEE5) 6. System miechowicki (PEE6)

7. System wielowarstwowy (PEE7)

8. System ubierkowo--podbierkowy (PEE8)

III. Urabianie (PUU) IV. Urabianie (PEU) 1. Strzelanie MW: szyby (PUU1,1), chodniki (PUU1,2)

1. Strzelanie MW (PEU1)

2. Urabianie mechaniczne (PUU2)

2. Urabianie mechaniczne: kombajny ścianowe (PEU2,1), strugi (PEU2,2), kombajn continuous miner (PEU2,3)

IV. Obudowa (PUO) V. Obudowa (PEO)1. Czworokątna (PUO1), (PPO1)

2. Łukowa (PUO2), (PPO2)

1. Stalowa (PEO1)

3. Zamknięta (PUO3), (PPO3)

2. Zmechanizowana (PEO2)

4. Drewniana (PUO4), (PPO5)

3. Kotwiowa (PEO3)

5. Kotwiowa PUO5), (PPO5)

6. Mieszana (PUO6), (PPO6)

7. Powłokowa (PUO7), (PPO7)

8. Murowa (PUO8)

225

Tabela 5.43. Wykaz technologii pomocniczych – infrastrukturalnych Transport (IT) Wentylacja (IW) Odwanianie (IO)

I. Pionowy (ITZ1) I. Opływowa (IWOb) I. Główne (IOG) 1. Linowy (ITZI) Ia. Wznosząca (IWObW) Ib. Schodząca (IWObS) 1. Bezpośrednie (IOG1) 1. Przewietrzanie komór funkcyjnych (IWObW1), (IWOBS1) 2. Pośrednie (IOG2) 2. Przewietrzanie wyrobisk korytarzowych (IWObW2), (IWObS2) 3. Mieszane (IOG3) 3. Przewietrzanie wyrobisk eksploatacyjnych (IWObW3), (IWObS2) 3.1. Przewietrzanie zwrotne U (IWObW3.1), (IWObS3.1) 3.2 Przewietrzanie przekątne Z, Y (IWObW3.2), (IWObS3.2)

II. Poziomy (ITX) II. Odrębna (IWOd) II. Lokalne (IOL) 1. Taśmowy (ITX1)

1. Wentylacja przez dyfuzję (IWOd1) 1. Grawitacyjne (IOL1)

2. Szynowy (ITX2) 1.1. Ścieki (IOL1.1.) 2.1. Torowy (ITX2.1) 2. Wentylacja przy użyciu pomocniczych urządzeń wentylacyjnych (IWOd2) 1.2. Odwierty (IOL1.2) 2.2. Podwieszany (ITX2.2) 3. Wentylacja przy użyciu wentylatorów (IWOd3)

3. Oponowy (ITX3) 3.1. Wentylatorów powietrznych

(IWOd3p) 3.2. Wentylatorów elektrycznych

(IWOd3e) 2. Wymuszone (IOL2)

4. Zgrzebłowy (ITX4) 3a. Wentylacja tłocząca (IWOd3pt), (IWOd3et) 2.1 Pompami powietrznymi (IOL2.1)

3b. Wentylacja ssąca (IWOD3PS), (IWOD3ES) 2.2. Pompami elektrycznymi (IOL2.2)

III. Pochyły (ITP) 1. Linowy (ITP1) 3. Wyrobiska wodne

(IOLG3) 2. Szynowy (ITP2) 3. Oponowy (ITP3) 4. Taśmowy (ITP4) 5. Zgrzebłowy (ITP5)

Innowacyjność technologii została wyłoniona w oparciu o kryteria, a jej poziom określony przez stopień spełnienia tych kryteriów przez daną technologię.

Podstawą wykonania oceny innowacyjności technologii było zatem zdefiniowanie kryteriów oceny oraz określenie poziomu innowacyjności. Kryteria oceny podzielono na dwa poziomy. Pierwszy, ogólny, dotyczył pewnych, z góry przyjętych priorytetów, jakie każda z ocenianych technologii powinna spełniać, w świetle aktualnych trendów rozwoju przemysłu wydobywczego węgla kamiennego zarówno w aspekcie postępu wiedzy, możliwości wdrożenia nowych rozwiązań technicznych i organizacyjnych, jak i bezpieczeństwa pracy.

Poziom drugi, szczegółowy, odnosił się do poszczególnych elementów technolo-gii, czyli stanowisk pracy, maszyn i urządzeń, techniki wykonywania zadań itp. Zaprezentowane podejście pozwoliło zidentyfikować atrakcyjne elementy technologii, a jednocześnie pozwoliło na ocenę uniwersalności i kompatybilności w stosunku do pozostałych.

Mając na uwadze znaczną liczbę kryteriów szczegółowych, służących do oceny jednostkowych elementów technologii oraz oczekiwanie, związane z ostatecznym celem, jakim było wyłonienie scenariuszy innowacyjnych technologii, ograniczono się do ogólnych kryteriów oceny technologii górniczych. Uzyskano ocenę jakościową, pozwalającą zakwalifikować daną technologię do zanikowych, rozpowszechnionych lub rozwojowych.

Do oceny innowacyjności technologii zastosowano następujące ogólne kryteria (Drzewiecki, Kabiesz 2008):

226

A. Kryterium obecnego poziomu technologicznego (technicznego), w innych zaa-wansowanych dziedzinach techniki (materiały, mechanika, automatyka i sterowa-nie, informatyka, organizacja, zarządzanie).

B. Kryterium skuteczności technologii do zmieniających się warunków zewnętrz-nych (warunki górniczo-geologiczne, zagrożenia, uwarunkowania ekonomiczne).

C. Kryterium uniwersalności technologii w odniesieniu do techniki i uwarunkowań zewnętrznych, gdzie przez uniwersalność należy rozumieć możliwość jej adaptacji do różnych zewnętrznych uwarunkowań eksploatacji. Kryterium to należy rozpa-trywać w wymiarze technologicznym i funkcjonalnym.

D. Kryterium neutralności dla środowiska. Kryterium to należy rozpatrywać w aspekcie bezpośredniego wpływu na powierzchnię i na jej infrastrukturę, jak i pośrednio, w wyniku składowania odpadów czy rekultywacji terenów górni-czych.

E. Kryterium możliwości eksploatacji złóż obecnie uznanych za pozabilansowe i nieprzemysłowe. Należy uwzględnić wprowadzenie innych niż długofrontowe systemów eksploatacji, stosowanie energooszczędnych maszyn o dużej wydajno-ści czy technologii podziemnego zgazowania.

F. Kryterium bezpieczeństwa, rozumianego jako bezpieczeństwo ludzi i bezpie-czeństwo procesu technologicznego.

Wymienionym kryteriom przypisano określoną wagę (od 0 do 1) oraz skalę ocen (od 0 do 3). Im większa była waga danego kryterium, tym większy był wpływ na daną technologię. Ocena wszystkich cząstkowych wag była równa 1. Skali ocen przypisano następujące cechy: 0 – technologia nieprzydatna, 1 – technologia o ograniczonej przydatności, 2 – technologia przydatna, 3 – technologia bardzo przydatna.

Suma cząstkowych ocen pomnożona przez przypisaną im wagę, pozwoliła na ocenę poziomu innowacyjności technologii.

Jak już zaznaczono, przyjęto trzy stopnie gradacji – technologia zanikowa, roz-powszechniona i rozwojowa. Dla dwóch ostatnich stopni przyjęto dodatkowo trzy poziomy natężenia stopnia innowacyjności: a) najniższy, b) pośredni, c) najwyższy. Wyniki oceny dla technologii podstawowych (P) oraz pomocniczych – infrastruktu-ralnych (I) przedstawiono w tabelach 5.44–5.50 (Zając 1994).

Tabela 5.44. Wykaz technologii górniczych – technologie podstawowe (P), udostępniające (PU)

Nazwa technologii Symbolewidencyjny

Stopieńinnowacyjności

I. Wyrobiska (PUW)Udostępnianie szybami pionowymi z powierzchni PUW1/S rozpowszechniona (b)Udostępnianie upadowymi z powierzchni PUW5/S rozwojowa (c)

II. Model rozcięcia złoża (PUM)Struktura złożowa udostępniania PUM2/S rozpowszechniona (b)Struktura mieszana udostępniania PUM3/S rozpowszechniona (b)

227

Tabela 5.45. Wykaz technologii górniczych – technologie podstawowe (P), eksploatacyjne (PE)

Nazwa technologii Symbol

ewidencyjny Stopień

innowacyjności I. Systemy zabierkowe (PEZ)

Chodnikowe PEZ4/S rozwojowa (a)Komorowo-filarowe PEZ5/S rozwojowa (b)

II. Systemy ubierkowe – ścianowe (PES)Ścianowy podłużny z zawałem stropu PES1/S rozpowszechniona (c)Ścianowy podłużny z podsadzką hydrauliczną PES2/S rozpowszechniona (a)Ścianowy poprzeczny z zawałem stropu PES4/S rozwojowa (a)Ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną PES5/S rozpowszechniona (b)

II. a. Systemy ubierkowe – krótkich ubierek (PEU)*Ubierkowy podłużny z zawałem stropu* PEU1/S rozwojowa (b)Ubierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną* PEU2/S rozwojowa (a)

III. Systemy specjalne (PEE)Chodnikowy podbierkowy PEE1/S rozwojowa (b)Podbierkowy ścianowy PEE2/S rozwojowa (b)Ubierkowo-podbierkowy * PEE8/S* rozwojowa (b)Podziemne zgazowanie PEE3/S rozwojowa (b)

* Technologie obecnie rzadko stosowane, uznane za rozwojowe.

Tabela 5.46. Wykaz technologii górniczych – technologie pomocnicze (I), wentylacyjne (IW)

Nazwa technologii Symbol

ewidencyjny Stopień

innowacyjności Wentylacja odrębna (IWOd) przy użyciu wentylatorów (IWOd3) powietrznych (IWOd3p), elektrycznych (IWOd3e)

System wentylacji tłoczącej IWOd3pt/SIWOd3et/S

rozpowszechniona (b)

System wentylacji ssącej IWOd3ps/SIWOd3es/S

rozpowszechniona (b)

System wentylacji kombinowanej z zasadniczym lutniociągiem tłoczącym i lutniociągiem ssącym instalacji odpylającej* IWOd3ekt/S rozwojowa (c)

System wentylacji kombinowanej z zasadniczym lutniociągiem ssącym i pomocniczym lutniociągiem tłoczącym* IWOd3eks/S rozwojowa (b)

Wentylacja opływowa (IWOb) wznosząca (IWObW), schodząca (IWObS)

Przewietrzanie systemem U od pola (granic) IWObW3.1/SIWObS3.1/S rozwojowa (c)

Przewietrzanie systemem Y z odświeżaniem chodnikiem nadścianowym

IWObW3.2/SIWObS3.2/S

rozwojowa (c)

Przewietrzanie systemem Y z rozprowadzaniem powietrza zużytego w dwóch kierunkach

IWObW3.3/SIWObS3.3/S

rozpowszechniona (b)

* technologie obecnie rzadko stosowane, uznane za rozwojowe.

Tabela 5.47. Wykaz technologii mechanizacyjnych

Nazwa technologii Symbolewidencyjny

Stopieńinnowacyjności

Technologie udostępniające i przygotowawcze wyrobisk korytarzowych (PU, PP)

Urabianie mechaniczne PUU2/S PPU2/S

rozpowszechniona (c)

Urabianie materiałami wybuchowymi PUU1W/S PPU1W/S

rozpowszechniona (b)

Kotwienie MPO6/S rozwojowa (b)Technologie podstawowe eksploatacyjne – systemy ścianowe z zawałem stropu PES1

System ścianowy z zawałem stropu – ściany niskie do 1,5 m - system strugowy - system kombajnowy

PES1/1/S rozwojowa (c) rozpowszechniona (a)

System ścianowy z zawałem stropu – ściany średnie od 1,5 do 2,5 m- system strugowy - system kombajnowy

PES1/2/S rozwojowa (b) rozwojowa (c)

228

System ścianowy z zawałem stropu – ściany wysokie powyżej 2,5 m- system kombajnowy PES1/3/S rozwojowa (a)

Technologie podstawowe eksploatacyjne – systemy ścianowe z podsadzką hydrauliczną – PES5System ścianowy z podsadzką hydrauliczną – ściany wysokie powyżej 2,5 m - system kombajnowy

PES5/S rozpowszechniona (c)

Technologie podstawowe eksploatacyjne – systemy ścianowe podbierkowe – PES7System ścianowy podbierkowy – ściany wysokie - system kombajnowy

PES-7/S rozpowszechniona (b)

System ścianowy – systemy automatyki, sterowania i diagnostyki PES1/E/S rozwojowa (b)Technologie infrastrukturalne – transport pionowy linowy ITZ

Transport pionowy linowy ITZ1/S rozpowszechniona (b)Technologie infrastrukturalne – transport poziomy ITX

Odstawa urobku przenośnikami taśmowymi ITX1/S rozpowszechniona (b)

Transport poziomy – kopalniana kolej podziemna ITXU2.1/S ITXU2.1/1/S ITXL2.1/S

rozpowszechniona (b)

Transport poziomy – kolej podwieszana ITXM2.2/2 /SITXL2.2/2 /S

rozwojowa (b)

Transport poziomy – transport szynowy spągowy ITXM2.3/2/SITXML2.3/2/S rozpowszechniona (a)

Transport poziomy – transport z wykorzystaniem wozów oponowych ITX3/S rozwojowa (b)

Tabela 5.48. Wykaz technologii – technologie pomocnicze – infrastrukturalne (IK); wentylacyjne (IW); odpylanie (IO); klimatyczne (IK)

Nazwa technologii Symbolewidencyjny

Stopieńinnowacyjności

Wentylacja lokalna i obiegowa IWObW/S IWOdW/S

rozpowszechniona (b)

Odpylanie wyrobisk korytarzowych IOO/S rozpowszechniona (b)Klimatyzacja IK/S rozwojowa (a)

Tabela 5.49. Systemy zasilania, informatyki i automatyki

Nazwa technologii Symbol

ewidencyjny Stopień

innowacyjności Elementy zasilania

Urządzenia zasilające SN Z-1a

rozpowszechniona (b)

Urządzenia zasilające NN Z-1bAparatura łączeniowa SN Z-2aAparatura łączeniowa NN Z-2bKable i przewody wraz z osprzętem SN Z-3aKable i przewody wraz z osprzętem NN Z-3bUrządzenia zabezpieczające SN Z-4aUrządzenia zabezpieczające NN Z-4b

Elementy informatykiŁączność analogowa rozpowszechniona (a)Łączność cyfrowa rozwojowa (b)Gazometria rozpowszechniona (b)Aerometria rozwojowa (b)System dyspozytorski podziemnych procesów produkcyjnych rozwojowa (a)System dyspozytorski technologicznych procesów przeróbki I-5b rozwojowa (a)Monitorowanie zagrożenia tąpaniami I-6 rozwojowa (a)Zintegrowane systemy bezpieczeństwa I-7 rozwojowa (c)Telewizja przemysłowa rozwojowa (b)

Elementy automatykiAutomatyczna manometria cykliczna rozpowszechniona (a)Automatyczna manometria ciągła rozpowszechniona (c)Kontrola i diagnostyka kombajnu chodnikowego rozpowszechniona (b)

229

Kontrola i diagnostyka kombajnu ścianowego rozpowszechniona (b)Sterowanie maszyn urabiających w wyrobiskach wybierkowych A4 rozwojowa (b)Sterowanie obudową wyrobisk wybierkowych A5 rozwojowa (b)Sterowanie jednostkowymi elementami procesów przeróbki rozpowszechniona (a)Kompleksowe sterowanie poszczególnymi procesami technologicznymi przeróbki A7 rozwojowa (b)Układ przekaźnikowo-stykowy automatyzacji i sterowania transportu pionowego rozpowszechniona (a)Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania transportu pionowego A9 rozwojowa (b)Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego torowego rozpowszechniona (a)Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego podwieszanego A11 rozwojowa (b)Układ przekaźnikowo-stykowy automatyzacji i sterowania transportu przenośni-kowego

rozpowszechniona (a)

Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania transportu przenośnikowego A13 rozwojowa (b)Bezregulacyjne układy napędów wentylatorów rozpowszechniona (a)Regulacyjne układy napędów wentylatorów A15 rozwojowa (c)Monitorowanie i sterowanie głównego odwadniania rozpowszechniona (a)Systemowe monitorowanie i sterowanie pompowni głębinowych A17 rozpowszechniona (b)Systemy teletransmisji cyfrowej budowane w oparciu o kable miedziane T1 rozwojowa (b)Systemy teletransmisji światłowodowej T2 rozwojowa (c)Systemy teletransmisji radiowej T3 rozwojowa (c)

Tabela 5.50. Technologie przeróbcze

Nazwa technologii Symbol

ewidencyjny Stopień

innowacyjności Technologia przeróbki mechanicznej węgla kamiennego energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia PMK-1/S rozwojowa (b)

Technologia przeróbki mechanicznej węgla kamiennego koksowego w pełnym zakresie uziarnienia PME-3/S rozwojowa (b)

5.4. Scenariusze rozwoju innowacyjnych technologii

Scenariusze rozwoju technologii branży węgla kamiennego w Polsce są uzależ-nione w znacznym stopniu od perspektyw wydobycia węgla i roli, jaką węgiel będzie odgrywał w przyszłości w polityce paliwowo-energetycznej. Można oczekiwać, że rozwój górnictwa węgla kamiennego na świecie wymusi konieczność konkurowania polskiego węgla, wydobywanego w znacznie bardziej niekorzystnych warunkach, z innymi węglami, a także doprowadzi do stopniowej likwidacji nierentownych ko-palń.

Do głównych czynników, mających wpływ na przyszłość polskiego górnictwa, można zaliczyć: • czynniki o charakterze politycznym, związane m.in. z akceptacją Komisji Euro-

pejskiej realizowanego przez sektor górnictwa programu restrukturyzacji, • czynniki o charakterze ekonomicznym, związane z popytem i podażą, możliwo-

ścią pozyskania kapitału i środków na niezbędne inwestycje oraz z ryzykiem po-niesienia strat,

• czynniki o charakterze społecznym, wiążące się z rynkiem pracy, akceptacją zmian własnościowych oraz strategią zrównoważonego rozwoju regionu,

• czynniki technologiczne, uwzględniające istniejące zasoby, warunki górniczo- -geologiczne, zagrożenia, efektywność technologii, bezpieczeństwo oraz ochronę środowiska.

230

Tworząc scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego, roz-ważano głównie czynniki technologiczne, z założeniem, że warunki, w jakich będzie funkcjonować polskie górnictwo, pozwolą na umiarkowany jego rozwój, zapewniają-cy utrzymanie zdolności produkcyjnych (Scenariusze… 2007a).

Uwzględniając powyższe, opracowano scenariusze rozwoju dla wyłonionych technologii rozwojowych i rozpowszechnionych (poziom b i c). Wykaz ww. technolo-gii, wraz z przyjętym symbolem ewidencyjnym, łamanym przez „S” – (S – scenariu-sze, np. PUW1/S) oraz stopniem ich innowacyjności, znajduje się w tabelach. 5.44–5.50 (rozdz. 5.3). W tabelach wyszczególniono również technologie, które są obecnie rzadko stosowane, a które uznano za rozwojowe (oznaczone *). Dla każdej z techno-logii opracowano kartę scenariusza, w której zawarto: • wyróżniki systemu (maszyny i urządzenia), • szkic technologii, • opis technologii z charakterystyką stanu obecnego w kraju i za granicą, • opis rozwoju technologii od stanu obecnego do 2020 roku, z podziałem na działa-

nia i termin realizacji poszczególnych jej etapów, • czynniki warunkujące rozwój, • odniesienie do ogólnych kryteriów, • kierunki prac badawczo-rozwojowych związanych z rozwojem danej technologii

(Kozieł, Turek 2007).

Przykładowe karty scenariuszy rozwoju technologii przedstawiono w załączni-kach 5.4.1 i 5.4.2, natomiast harmonogram rozwoju technologii w załączniku 5.4.3.

Szczegółowe opisy scenariuszy rozwoju technologii zawarto w opracowaniach bę-dących wynikiem analiz i badań zespołów ekspertów (Scenariusze… 2007a, b, c, d).

5 . 4 . 1 . S c e n a r i u s z e r o z w o j u t e c h n o l o g i i p o d z i e m n e j e k s p l o a t a c j i z ł ó ż w ę g l a k a m i e n n e g o ( S c e n a r i u s z e … 2 0 0 7 a )

5.4.1.1. Technologie podstawowe (P), technologie udostępniające (PU)

I. Wyrobiska (PUW)

Udostępnianie szybami – PUW1/S

Wyróżniki technologii: • możliwość dotarcia najkrótszą drogą do położonego najniżej punktu dostępu do

złoża, • najmniejsze straty złoża w filarach ochronnych, • ograniczona przepustowość, • wysokie koszty wykonywania i utrzymywania, • ograniczenia w transporcie elementów wielkogabarytowych, • ograniczona głębokość z uwagi na możliwości ciągnienia.

231

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ewolucja od stanu obecnego do docelowego będzie polegać głównie na unowo-

cześnianiu sposobów drążenia, modernizacji obudowy i wykorzystywaniu, w więk-szym stopniu, własności nośnych górotworu, po odpowiednim jego wzmocnieniu. Można przewidywać dalszą modernizację urządzeń wyciągowych, polegającą głównie na zwiększeniu płynności ciągnienia urobku, przez wdrożenie sterowania i automaty-zacji procesu ciągnienia.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie nowych metod drążenia i systemów obudowy, • opracowanie nowych, bardziej wydajnych metod transportu urobku.

Udostępnianie upadowymi – PUW5/S

Wyróżniki technologii: • możliwość zapewnienia żądanej przepustowości odstawy, transportu urobku i ma-

teriałów, • proste rozwiązanie dostępu do złoża i możliwość stosowania typowych obudów

górniczych, • łatwe przywracanie funkcjonalności i prosta modernizacja, • łatwy sposób likwidacji upadowej.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ewolucja od stanu obecnego do docelowego będzie możliwa tylko w nowo udo-

stępnianych polach pokładów, o ograniczonej głębokości zalegania. Rozwiązanie to będzie można wykorzystać do udostępnienia zasobów, zamiast pogłębiania starych szybów. Upadowe byłyby drążone wówczas do złoża z przecznic lub przekopów naj-niżej wykonanych, w istniejącym poziomie kopalni. Prace takie, w wielu kopalniach, są możliwe do wykonania we własnym zakresie, bez wyspecjalizowanych firm.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • analiza możliwości wykorzystania sposobu udostępnienia złóż węgla wybieranych

aktualnie podpoziomowo, • badania nad bezpieczeństwem sprowadzania świeżego powietrza wyrobiskami

pochyłymi na udostępniany poziom, w aspekcie występujących zagrożeń natural-nych, głównie zagrożenia pożarowego i gazowego.

II. Model rozcięcia złoża (PUM)

Struktura złożowa udostępniania – PUM2/S (model węglowy)

Wyróżniki technologii: • udostępnianie może być stosowane wyłącznie dla pokładów nachylonych, • wymagane wykonywanie szybów do najniżej położonej partii złoża, • wymagane łączenie szybów ze złożem wyrobiskami poziomymi, • wymagany podział nachylonego złoża na poziomy eksploatacyjne.

232

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Technologia nie będzie podlegała większej ewolucji z uwagi na długi okres

zbierania doświadczeń oraz korzystne efekty dotychczasowych rozwiązań. Można prognozować jedynie zmiany w podziale poziomu eksploatacyjnego, w przypadku wprowadzenia innych systemów eksploatacji.

Rozwój technologii jest uwarunkowany występowaniem złóż o odpowiednich pa-rametrach. Z uwagi na koszty udostępnienia i możliwość szybkiego podjęcia eksploat-acji, jest to najkorzystniejsze spośród znanych rozwiązań. Stosowanie technologii i jej rozwój jest związane z budową nowej struktury kopalni.

Warunki korzystne dla stosowania ograniczają głównie regularne formy pokła-dowe, o ubogiej tektonice. Struktura złożowa powoduje wzrost zagrożenia pożarami endogenicznymi i tąpaniami. Zagrożenie pożarowe można skutecznie opanować w chodnikach podstawowych, przez opracowanie trwałej izolacji ociosów węglowych od powietrza.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • doskonalenie metod projektowania poziomów optymalnych, z uwagi na własności

skał i lokalizację wyrobisk, • doskonalenie metod wzmacniania i izolacji górotworu w celu poprawy warunków

ich utrzymywania, • poszukiwanie tańszych i efektywniejszych metod drążenia wyrobisk korytarzo-

wych, • poszukiwanie nowych, tańszych rozwiązań obudowy.

Struktura mieszana udostępniania – PUM3/S (model węglowo-kamienny)

Wyróżniki technologii: • udostępnianie od strony szybu wentylacyjnego według struktury kamiennej, • udostępnianie od strony szybu wydobywczego według struktury złożowej, • struktura stosowana głównie przy zagrożeniu pożarowym.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Biorąc pod uwagę koszty wykonania wyrobisk strukturalnych oraz czas ich drą-

żenia, należy przewidywać jej stosowanie w szerokim zakresie. Stan docelowy struk-tury może ograniczać się tylko do wykonywania części wyrobisk kamiennych, ograniczenia liczby szybików czy zastąpienia ich ortami.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • doskonalenie metod projektowania poziomów optymalnych, z uwagi na własności

skał i lokalizację wyrobisk, • doskonalenie metod wzmacniania i izolacji górotworu w celu poprawy warunków

ich utrzymywania; poszukiwanie tańszych i efektywniejszych metod drążenia wy-robisk korytarzowych,

• poszukiwanie nowych tańszych rozwiązań obudowy.

233

5.4.1.2. Technologie podstawowe (P), technologie eksploatacyjne (PE)

I. Systemy zabierkowe (PEZ)

System chodnikowy – PEZ4/S

Wyróżniki technologii: • wybieranie złoża wyrobiskami korytarzowymi, • szerokość przodka do ~6,0 m, • mechanizacja: maszyna urabiająca – kombajn chodnikowy, przenośnik zgrzebło-

wy, kotwiarka, • likwidacja wybranej przestrzeni po wykonaniu całego wyrobiska, • wyrobiska eksploatacyjne poziome lub nachylone.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Systemy chodnikowe należą do grupy systemów umożliwiających wybieranie

nawet bardzo nieregularnych resztek i filarów, których wybranie innymi technikami jest niemożliwe.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • analiza możliwości i uwarunkowań prowadzenia eksploatacji systemami chodni-

kowymi, z zastosowaniem obudowy kotwiowej w warunkach zagrożenia tąpania-mi i wstrząsami wysokoenergetycznymi.

System komorowo-filarowy – PEZ5/S

Wyróżniki technologii: • wybieranie złoża wyrobiskami korytarzowymi, • szerokość przodka do ~8,0 m, • mechanizacja: maszyna urabiająca – kombajn chodnikowy, wozy odstawcze, ko-

twiarka, • likwidacja wybranej przestrzeni po wybraniu filarów, • wyrobiska eksploatacyjne poziome lub o niewielkim nachyleniu.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Systemy komorowo-filarowe umożliwiają wybieranie nawet bardzo nieregular-

nych pól pokładów, resztek i filarów. Efektywne ich stosowanie wymaga jednak po-ziomego zalegania pokładów. Dopuszczalne są tylko niewielkie nachylenia pokładów nieutrudniające przemieszczania się maszyn samojezdnych. Technologię można bę-dzie stosować tylko w pokładach o miąższości pozwalającej na swobodny ruch produ-kowanych maszyn samojezdnych. Ważne dla stosowania technologii będą również mocne, nie rozmakające spągi, co ułatwi ruch maszyn samojezdnych. Systemy komo-rowo-filarowe prawdopodobnie nie znajdą większego zastosowania w eksploatacji węgla w Polsce. Należy je traktować jak systemy pomocnicze, które można będzie stosować doraźnie bez większych nakładów inwestycyjnych. Pozwolą one na ograni-czenie strat w złożach pozostawianych w resztkach i filarach.

234

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • analiza możliwości stosowania systemów filarowo-komorowych w istniejących

warunkach górniczo-geologicznych.

II. Systemy ścianowe (ubierkowe) (PES)

System ścianowy podłużny z zawałem stropu – PES1/S

Wyróżniki technologii: • długość przodka eksploatacyjnego 60–400 m, • przemieszczanie czoła ściany wzdłuż rozciągłości, • doprowadzanie do zawału skał stropowych bezpośrednio za prowadzoną eksploat-

acją, • możliwość wybierania pokładów o nachyleniu nie większym niż 60°.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ewolucja od stanu obecnego do docelowego polegała na dalszej modernizacji

sposobów urabiania i ładowania urobku. Będą trwały poszukiwania sposobów utrzymywania skrzyżowania ściany z chodnikami przyścianowymi, w szczególności z chodnikiem podścianowym-odstawczym. Sekcje chodnikowe, stosowane stosunko-wo rzadko nie rozwiązują problemu utrzymania skrzyżowania w każdych warunkach. Jedną z dróg poprawy utrzymania chodników w obrębie skrzyżowania jest zastąpienie przekroju łukowego chodników, przekrojem prostokątnym i obudowy łukowej, kotwiową. Można prognozować powrót do wykonywania wyrobisk przygotowaw-czych wiązką dwóch lub nawet trzech chodników tak, jak w nowoczesnym górnictwie światowym. Koncepcja wycinania pól ścianowych wiązką wyrobisk będzie wymagać działań na rzecz zmniejszenia zagrożenia pożarowego i tąpaniami, które mogą być potęgowane pozostawionymi filarami międzychodnikowymi.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • badania nad optymalizacją sposobu przygotowywania pól ścianowych pojedyn-

czymi wyrobiskami czy wiązkami wyrobisk, • opracowanie efektywniejszych sposobów zabezpieczenia skrzyżowania ściany

z wyrobiskami przyścianowymi, • zwiększenie stopnia automatyzacji i zdalnego sterowania urządzeniami kompleksu

ścianowego, • opracowanie nowych systemów mechanizacji do drążenia chodników (obudowy

podporowo-kotwowe).

System podłużny z podsadzką hydrauliczną – PES2/S

Wyróżniki technologii: • długość przodka eksploatacyjnego 80–170 m, • przemieszczanie czoła ściany wzdłuż rozciągłości, • doprowadzanie do zawału skał stropowych bezpośrednio za prowadzoną eksploa-

tacją, • możliwość wybierania pokładów o nachyleniu nie większym niż 25°.

235

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Eksploatacja pokładów o niewielkim nachyleniu, na terenach wymagających

ochrony powierzchni, wymusi powrót do wcześniejszych doświadczeń i w ten sposób zapewni wyraźnie lepszą ochronę niż przez stosowanie systemów poprzecznych po wzniosie, z podsadzką hydrauliczną. Stosowana obudowa drewniana przestrzeni pod-sadzanej będzie wyraźnie rozgęszczona, z uwagi na szczelność wypełnienia wygro-dzonej przestrzeni, w każdym kolejnym cyklu podsadzania.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii • badania nad rozwiązaniem samoprzesuwnej tamy podsadzkowej czołowej, • opracowanie sposobów zabezpieczenia przed zawałami stropu w przestrzeni pod-

sadzanej za obudową zmechanizowaną, • opracowanie efektywniejszych sposobów gospodarki wodą podsadzkową, • badania nad wykorzystaniem odpadów kopalnianych i przemysłowych jako mate-

riału podsadzkowego, • badania nad tanimi sposobami scalania podsadzki, • zwiększanie stopnia automatyzacji i zdalnego sterowania urządzeniami kompleksu

i tamy podsadzkowej, • wprowadzanie automatycznego sterowania obudową i kombajnem w ścianie.

System ścianowy poprzeczny z zawałem stropu – PES4/S

Wyróżniki technologii: • długość przodka eksploatacyjnego 60–300 m, • przemieszczanie czoła ściany wzdłuż wzniosu, • doprowadzanie do zawału skał stropowych bezpośrednio za prowadzoną eksploa-

tacją, • możliwość wybierania pokładów o nachyleniu nie większym niż 25°.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Z uwagi na fakt, że tektonika niektórych pokładów wymusza prowadzenie eks-

ploatacji poprzecznej, przewiduje się dalsze stosowanie omawianego systemu. Ewolu-cja od stanu obecnego do docelowego będzie następowała w zakresie dalszej modernizacji kompleksu ścianowego, sposobów wzmacniania pochylni, za frontem eksploatacji, sposobów zabezpieczania skrzyżowania ze ścianą. Podobnie, jak w przy-padku chodników przyścianowych, będą prowadzone prace nad zmianami rozwiąza-nia obudowy wyrobisk przygotowawczych przyścianowych. Sekcje chodnikowe dla systemów poprzecznych po wzniosie powinny być przystosowane do pracy w wyrobi-skach nachylonych. Jak pokazuje doświadczenie kopalń rosyjskich bardziej korzystne będzie prowadzenie ścian poprzecznych po upadzie. Istnieją przykłady prowadzenia takimi systemami eksploatacji pokładów stromo zalegających ww. systemem. Prowa-dzenie eksploatacji na upad zmniejsza zagrożenie wyrzutami gazów i skał, tąpaniami i ułatwia stosowanie podsadzki suchej. Znacznym utrudnieniem dla prowadzenia eks-ploatacji poprzecznej w pokładach o nachyleniu powyżej 22° jest wykonywanie wy-robisk przygotowawczych pochylni. Nachylenie to jest nieprzekraczalną granicą

236

wykorzystania kombajnów chodnikowych. Wykonywanie wyrobisk korytarzowych za pomocą techniki strzelniczej będzie ciągle mało efektywne.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • badania nad optymalizacją technologii wzmocnienia pochylni za ścianą dla utrzy-

mywania jej w sąsiedztwie zrobów, • opracowanie efektywniejszych sposobów zabezpieczenia skrzyżowania ściany

z wyrobiskami przyścianowymi, • opracowanie nowych systemów drążenia chodników z użyciem obudowy podpo-

rowo-kotwowej. System ścianowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną – PES5/S

Wyróżniki technologii • długość przodka eksploatacyjnego 60–200 m, • przemieszczanie czoła ściany po wzniosie, • likwidacja zrobów przez podsadzanie, • możliwość wybierania pokładów o nachyleniu nie większym niż 25°.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Prognozuje się, że rozwój systemów poprzecznych po wzniosie z podsadzką hy-

drauliczną będzie w dalszym ciągu ograniczony z uwagi na koszty prowadzenia takiej eksploatacji. Można przewidywać, że jej stosowanie będzie ograniczać się do sytuacji koniecznych, z uwagi na ochronę powierzchni i dla wybierania pokładów grubych, z podziałem na warstwy. Ewolucja od stanu obecnego do docelowego powinna obej-mować wprowadzenie czołowej tamy samoprzesuwnej, modernizacji kompleksu ścia-nowego, szczególnie dla wybierania kolejnych warstw po piasku. Systemowych rozwiązań będzie wymagać również ujmowanie i odprowadzanie wody podsadzkowej oraz jej klarowanie. Znacznym utrudnieniem dla prowadzenia eksploatacji poprzecz-nej w pokładach o nachyleniu powyżej 22° będzie wykonywanie wyrobisk przygoto-wawczych pochylni. Nachylenie to będzie graniczne w wykorzystaniu kombajnów chodnikowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie tamy samoprzesuwnej, • opracowanie sposobów ujęcia wód podsadzkowych w podsadzanej ścianie, • opracowanie efektywnych sposobów klarowania wód podsadzkowych.

System ubierkowy podłużny z zawałem stropu – PEU1/S

Wyróżniki technologii: • długość frontu 10–50 m, • obudowa zmechanizowana, maszyna urabiająca, przenośnik zgrzebłowy, • likwidacja wybranej przestrzeni za postępem przodka, • wyrobiska przyubierkowe poziome lub prawie poziome, • samoistny lub wymuszony zawał nad wybranym pokładem węgla.

237

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Systemy ubierkowe dominowały w górnictwie węglowym do lat 70. ubiegłego

stulecia i zostały wyparte przez zmechanizowane systemy ścianowe o długich przod-kach. Systemy te aktualnie są sporadycznie stosowane do wybierania nieregularnych parcel eksploatacyjnych czy pól resztkowych.

Prognozuje się, że kurcząca się baza zasobowa spowoduje wzrost zainteresowania tym systemem.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • określanie możliwości i uwarunkowań prowadzenia eksploatacji systemem ubier-

kowym wzdłuż pojedynczego wyrobiska eksploatacyjnego w warunkach GZW, • opracowanie systemów mechanizacji i automatyzacji robót w obrębie przodka.

System ubierkowy poprzeczny z podsadzką hydrauliczną – PEU2/S

Wyróżniki technologii: • długość frontu 10–50 m, • obudowa zmechanizowana, maszyna urabiająca, przenośnik zgrzebłowy, • likwidacja wybranej przestrzeni za postępem przodka, • wyrobiska przyubierkowe (pochylnie lub diagonale) nachylone do ~30°, • likwidowanie wybranej przestrzeni przez wypełnienie jej materiałem podsadzko-

wym.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Systemy ubierkowe dominowały w górnictwie węglowym do lat 70. ubiegłego

stulecia i zostały wyparte przez zmechanizowane systemy ścianowe o długich przod-kach. Systemy te aktualnie są sporadycznie stosowane do wybierania nieregularnych parcel eksploatacyjnych czy pól resztkowych.

Przewiduje się, że w związku z kurczącą się bazą zasobową nastąpi wzrost zainte-resowania tym systemem.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • analiza uwarunkowań prowadzenia eksploatacji systemem ubierkowym wzdłuż

pojedynczego wyrobiska eksploatacyjnego w warunkach GZW, • opracowanie systemów mechanizacji i automatyzacji robót w obrębie przodka,

ze szczególnym uwzględnieniem skutecznego rozwiązania zmechanizowanej tamy czołowej,

• analiza możliwości zwiększenia zabioru, m.in. przez zastosowanie kombajnów urabiających liniowo typu continuous miner, z kotwieniem przodka.

III. Systemy specjalne (PEE)

System chodnikowy podbierkowy PEE1/S

Wyróżniki technologii: • wybieranie złoża przez czołowe wypuszczanie urobku, • wypuszczanie urobku do chodnika eksploatacyjnego,

238

• mechanizacja: przenośnik zgrzebłowy, wiertnica, hydrauliczne zestawy podporo-we dla zabezpieczania przodka,

• likwidacja wybranej przestrzeni za przodkiem przez zawał skał stropowych, • wyrobiska eksploatacyjne poziome lub prawie poziome.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku System chodnikowy podbierkowy pozwoli uzyskać najlepsze efekty w eksploata-

cji pokładów o specyficznych parametrach zalegania: grubych i o stosunkowo dużym kącie nachylenia. W takich warunkach system ten pozwoli na uzyskanie efektów eko-nomicznych znacznie przewyższających dotychczas stosowane technologie. Należy jednak stwierdzić, że pokłady o takich charakterystykach nie należą do częstych w GZW, stąd także zakres stosowania tego systemu będzie znacznie mniejszy niż po-zostałych technologii.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • określenie możliwości i uwarunkowań prowadzenia eksploatacji systemem chod-

nikowym podbierkowym w warunkach zagrożenia tąpaniami i wstrząsami wyso-koenergetycznymi,

• badania modelowe i próby dołowe w celu zwiększenia wskaźnika wykorzystania złoża oraz poprawy czystości urobku.

System podbierkowy ścianowy – PEE2/S

Wyróżniki technologii: • długość frontu: 50–250 m, • wypuszczanie urobku z warstwy stropowej, • mechanizacja: obudowa zmechanizowana, maszyna urabiająca, przenośnik zgrze-

błowy, • likwidacja wybranej przestrzeni za postępem przodka, • samoistny lub wymuszony zawał nad wybranym pokładem węgla.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Stosunkowo niskie koszty wydobycia, spowodowane ograniczeniem nakładów na

wielowarstwowe przygotowanie grubych pokładów powinny spowodować szybki wzrost zainteresowania tym systemem. Podstawowym warunkiem stosowania przed-miotowego systemu będą uwarunkowania powierzchniowe. Ścianowo-podbierkowa eksploatacja grubych pokładów prowadzi do znacznych deformacji powierzchni. Technologia będzie mogła być stosowana jedynie na terenach niezurbanizowanych i pozbawionych traktów drogowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • określenie wpływu wybierania grubych pokładów grupy siodłowej na jedną war-

stwę, na stan zagrożenia tąpaniami, • określenie, w oparciu o badania modelowe i próby ruchowe, proporcji przodka

i wypuszczanej warstwy stropowej w aspekcie minimalizacji strat eksploatacyjnych, • określenie wpływu eksploatacji podbierkowej na stan zagrożenia pożarami endo-

genicznymi,

239

• obudowa przodka – nowoczesne konstrukcje pozwalające na utrzymanie aktualne-go poziomu bezpieczeństwa, przy jednoczesnym umożliwieniu wypuszczania urobku przez otwory zsypowe w osłonach odzawałowych.

System ubierkowo-podbierkowy – PEE8/S

Wyróżniki technologii: • długość frontu: 10–50 m, • wypuszczanie urobku z warstwy stropowej, • mechanizacja: obudowa zmechanizowana, maszyna urabiająca, przenośnik zgrze-

błowy, • likwidacja wybranej przestrzeni za postępem przodka, • samoistny lub wymuszony zawał nad wybranym pokładem węgla.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Podstawowym warunkiem stosowania przedmiotowego systemu będą uwarunko-

wania powierzchniowe. Ubierkowo-podbierkowa eksploatacja grubych pokładów prowadzi do znacznych deformacji powierzchni terenu. Technologia będzie mogła być stosowana jedynie na terenach niezurbanizowanych i pozbawionych traktów drogo-wych.

Stosunkowo niskie koszty wydobycia, spowodowane ograniczeniem nakładów na wielowarstwowe przygotowanie złóż resztkowych, powinny spowodować szybki wzrost zainteresowania systemem.

Przy zastosowaniu automatyki pozwalającej na dyspozytorski nadzór nad pracą przodka (tak jak w ścianach strugowych) realne będzie zmniejszenie liczby zatrudnio-nej załogi w obrębie krótkiego przodka ubierkowego do 3–4 pracowników.

Jednym z podstawowych czynników wpływających na koszty wydobycia będzie koszt robót przygotowawczych. Okonturowanie parceli ubierkowej realizowano w sposób analogiczny, jak w przypadku systemu ścianowego, tj. przez wykonanie dwóch wyrobisk przyścianowych, co w dużej mierze ogranicza zasadność rozwoju tej technologii. Podstawowym, jeśli nie najistotniejszym, kierunkiem rozwoju systemów ubierkowych będzie redukcja liczby wyrobisk przygotowawczych do pojedynczego chodnika odstawczego. Takie rozwiązania, znane w górnictwie światowym, będą wy-magać pewnych nowelizacji polskiego prawa górniczo-geologicznego. Ślepy przodek eksploatacyjny w takim wypadku ma bowiem tylko jedno wyjście. Na takie rozwiąza-nie nie zezwala aktualnie obowiązujące prawo.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • określenie wpływu wybierania grubych pokładów grupy siodłowej na jedną war-

stwę na stan zagrożenia tąpaniami, • opracowanie wydajnego kombajnu jednoorganowego oraz elektrycznego kombaj-

nu dwuorganowego o niewielkich gabarytach, • opracowanie kątowego przenośnika zgrzebłowego pozwalającego na integrację

funkcji przenośnika ścianowego i podścianowego,

240

• opracowanie nowoczesnych konstrukcji pozwalających na utrzymanie aktualnego poziomu bezpieczeństwa, przy jednoczesnym umożliwieniu wypuszczania urobku przez otwory zsypowe w osłonach odzawałowych,

• nowelizacja prawa górniczo-geologicznego.

Podziemne zgazowanie – PEE3/S

Wyróżniki technologii: • udostępnienie złoża otworami wiertniczymi, • przygotowanie złoża do zgazowania otworami kierunkowymi, • zainicjowanie zapłonu pokładu, • wtłaczanie do pokładu mieszaniny przegrzanej pary wodnej i tlenu, • pozyskiwanie mieszaniny gazów palnych z podziemnego zgazowania.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się powrót do wcześniejszych prac z podziemnym zgazowaniem

z uwagi na możliwość pozyskania węglowodorów przydatnych do produkcji paliw płynnych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: Rozwój technologii wymaga prowadzenia dalszych badań nad:

• optymalnymi warunkami podziemnego zgazowania, • sposobami udostępniania pól pokładów przeznaczanych do zgazowania, • sposobami kontroli i sterowania procesem zgazowania.

5.4.1.3. Technologie pomocnicze – infrastrukturalne (I) – wentylacyjne (IW)

I. Wentylacja odrębna (IWOd) przy użyciu wentylatorów (IWOd3) powietrz-nych (IWOd3p) i elektrycznych (IWOd3e)

System wentylacji tłoczącej – IWOd3pt/S, IWOd3et/S

Wyróżniki technologii System wentylacji jest stosowany w warunkach zagrożenia metanowego, przy

drążeniu wyrobisk korytarzowych przy użyciu MW, stwarzając dogodne warunki pra-cy w przodku.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekroju poprzecznego wyrobiska oraz zwiększenie

średnic lutniociągów, z uwagi na konieczność dostarczania większych ilości powietrza do przodka wyrobiska. Będzie to wymagać zastosowania wentylatorów o dużej wy-dajności, które zapewnią doprowadzenie świeżego powietrza do przodków bardzo długich wyrobisk.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie wentylatorów o dużej wydajności, • opracowanie skutecznego układu klimatyzacji w celu zapewnienia właściwych

warunków temperaturowych.

241

System wentylacji ssącej – IWOd3ps/S, IWOd3es/S

Wyróżniki technologii System wentylacji jest stosowany w warunkach zagrożenia pyłowego w przodku

wyrobiska.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekroju poprzecznego wyrobiska oraz zwiększenie

średnic lutniociągów, z uwagi na konieczność dostarczania większych ilości powietrza do przodka wyrobiska. Będzie to wymagać zastosowania wentylatorów o dużej wy-dajności, które zapewnią doprowadzenie świeżego powietrza do przodków bardzo długich wyrobisk.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie rozwiązań wentylatorów o dużej wydajności, • opracowanie sposobów skutecznego zwalczania zagrożenia pyłowego, • dostosowanie wydajności odpylaczy dla wymaganych ilości powietrza, • opracowanie skutecznego rozwiązania układu klimatyzacji w celu zapewnienia

właściwych warunków temperaturowych.

System wentylacji kombinowanej z zasadniczym lutniociągiem tłoczącym i lut-niociągiem ssącym instalacji odpylającej IWOd3sks/S

Wyróżniki technologii System wentylacji jest stosowany w warunkach zagrożenia metanowego, pyłowe-

go i klimatycznego.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekroju poprzecznego wyrobiska, zwiększenie

postępu wyrobiska oraz zwiększenie średnic lutniociągów, z uwagi na konieczność dostarczania większych ilości powietrza do przodka wyrobiska. Będzie to wymagać zastosowania wentylatorów o dużej wydajności, które zapewnią doprowadzenie świe-żego powietrza do przodków bardzo długich wyrobisk.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie wentylatorów o dużej wydajności, • opracowanie skutecznego sposobu zwalczania zagrożenia pyłowego, • opracowanie skutecznego rozwiązania układu klimatyzacji dla zapewnienia wła-

ściwych warunków temperaturowych.

System wentylacji kombinowanej z zasadniczym lutniociągiem ssącym i pomoc-niczym lutniociągiem tłoczącym – IWOd3eks/S

Wyróżniki technologii System wentylacji jest stosowany w warunkach zagrożenia temperaturowego.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekroju poprzecznego wyrobiska oraz zwiększenie

średnic lutniociągów, z uwagi na konieczność dostarczania większych ilości powietrza

242

do przodka wyrobiska. Będzie to wymagać zastosowania wentylatorów o dużej wy-dajności, które zapewnią doprowadzenie świeżego powietrza do przodków bardzo długich wyrobisk.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie wentylatorów o dużej wydajności, • opracowanie skutecznego sposobu zwalczania zagrożenia pyłowego, • opracowanie skutecznego rozwiązania układu klimatyzacji w celu zapewnienia

właściwych warunków temperaturowych.

II. Wentylacja opływowa (IWOb), wznosząca (IWObW), schodząca (IWObs)

Przewietrzanie systemem U od pola – IWObW3.1/S, IWOb3.1/S

Wyróżniki technologii Układ przewietrzania U od pola jest stosowany w ścianach przy I i II kategorii

zagrożenia metanowego, zaś przy III i IV kategorii może być stosowany w połączeniu z efektywnym odmetanowaniem. Ogranicza w ten sposób przepływy powietrza przez zroby ściany i wpływa na zmniejszenie zagrożenia pożarowego. Zapewnia korzystne warunki klimatyczne w ścianie.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekrojów poprzecznych wyrobisk doprowadzają-

cych i odprowadzających powietrze do ściany, co będzie wynikać z zastosowania urządzeń i maszyn o większych wydajnościach i mocach.

Spowoduje to ograniczenie zagrożenia pożarowego w zrobach ściany oraz zwięk-szy skuteczność ujęcia metanu przez odmetanowanie w rejonie ściany.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie sposobów chłodzenia powietrza w ścianie, • opracowanie skutecznych sposobów zwalczania zagrożenia metanowego, • opracowanie metod zwiększających skuteczność odmetanowania, • opracowanie zmechanizowanych metod likwidacji chodników przyścianowych, • opracowanie skutecznych metod lokowania pyłów dymnicowych w zrobach

ściany.

Przewietrzanie systemem Y z odświeżaniem chodnikiem nadścianowym – IWObW3.2/S, IWOb3.2/S

Wyróżniki technologii Układ przewietrzania Y z odświeżaniem chodnikiem nadścianowym jest stoso-

wany w warunkach zagrożenia metanowego, w pokładach o małej miąższości. Zapewnia odsunięcie metanu w zrobach od przestrzeni roboczej frontu ściany.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekrojów poprzecznych wyrobisk doprowadzają-

cych i odprowadzających powietrze do ściany, co będzie wymagać zastosowania urządzeń i maszyn o większych mocach elektrycznych. Spowoduje to ograniczenie zagrożenia pożarowego w zrobach ściany.

243

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie technologii neutralizacji zagrożenia pożarowego w zrobach i ograni-

czenie przepływu powietrza przez zroby, • opracowanie sposobów chłodzenia powietrza w ścianie, • opracowanie technologii skutecznego uszczelniania ociosów wyrobisk przyzro-

bowych, • opracowanie sposobów utrzymania wyrobisk korytarzowych w zrobach.

Przewietrzanie systemem Y z rozprowadzaniem powietrza zużytego w dwóch kierunkach – IWObW3.2/S, IWOb3.2/S

Wyróżniki technologii Układ przewietrzania Y z rozprowadzaniem powietrza zużytego w dwóch kierun-

kach jest stosowany w warunkach dużego zagrożenia metanowego, w pokładach o średniej i dużej miąższości.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się zwiększenie przekrojów poprzecznych wyrobisk doprowadzają-

cych i odprowadzających powietrze do ściany, co będzie wymagać zastosowania urządzeń i maszyn o większych wydajnościach i mocach. Spowoduje to ograniczenie zagrożenia pożarowego w zrobach ściany.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie technologii neutralizacji zagrożenia pożarowego w zrobach i ograni-

czenia przepływu powietrza przez zroby, • opracowanie sposobów chłodzenia powietrza w ścianie, • opracowanie technologii skutecznego uszczelniania ociosów wyrobisk przyzro-

bowych, • opracowanie skutecznych sposobów odmetanowania, • opracowanie skutecznego sposobu podawania pyłów do zrobów ściany, • opracowanie skutecznych sposobów utrzymania wyrobisk korytarzowych w zro-

bach.

5 . 4 . 2 . S c e n a r i u s z e r o z w o j u m e c h a n i z a c j i p r o c e s ó w e k s p l o a t a c j i ( S c e n a r i u s z … 2 0 0 7 b )

5.4.2.1. Technologie podstawowe (P), technologie udostępniające (PU) i przygotowawcze (PP) wyrobisk korytarzowych

Urabianie mechaniczne – PUU2/S, PPU2/S

Wyróżniki systemu • kombajn chodnikowy ramionowy urabiający punktowo, • kombajn chodnikowy ramionowy urabiający liniowo, • system do drążenia chodników AVSA, • przenośnik zgrzebłowy lub podajnik taśmowy,

244

• przenośnik taśmowy, • kolejka szynowa, • system sterowania, • system klimatyzacji, • samojezdna platforma robocza, • zmechanizowana obudowa tymczasowa, • przekrój poprzeczny wyrobiska: 18,5–35,0 m2, • nachylenie podłużne: od –20° do +20°, • rodzaj obudowy: łukowa podatna ŁP lub mieszana.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• wprowadzenie systemów zdalnego sterowania i monitoringu pracy kombajnu oraz układów do kontroli profilu drążonego wyrobiska,

• opracowanie nowych narzędzi urabiających, opracowanie i wykonanie konstrukcji organów urabiających, wykorzystujących nowe rozwiązania i techniki urabiania,

• przeprowadzenie analiz możliwości zastosowania do eksploatacji resztek kombaj-nów chodnikowych urabiających liniowo,

• przeprowadzenie analiz możliwości zastosowania systemu do drążenia chodników AVSA w warunkach polskich kopalń węgla,

• opracowanie technologii eksploatacji resztek węglowych z zastosowaniem kom-bajnów chodnikowych urabiających liniowo,

• przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej, i pozy-skanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych dotyczących zastosowania sys-temu do drążenia chodników AVSA,

• przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej, i pozy-skanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych dotyczących zastosowania kombajnów chodnikowych urabiających liniowo,

• opracowanie konstrukcji i produkcja samojezdnej platformy roboczej dla transpor-tu i montażu obudowy chodnikowej,

• opracowanie konstrukcji i produkcja tymczasowej zmechanizowanej hydraulicznej obudowy chodnikowej,

• wprowadzenie systemów bezzałogowej obsługi maszyny w przodku oraz łączno-ści z nią z dowolnego miejsca w celu monitorowania i kontroli jej stanu technicz-nego,

• opracowanie technologii pracy kompleksów kombajnowych chodnikowych wyko-rzystujących samojezdne platformy robocze i tymczasowe, zmechanizowane hy-drauliczne obudowy chodnikowe,

• przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej kom-pleksów kombajnowych chodnikowych,

• zastosowanie sieci neuronowych do systemów sterowania i kontroli pracy kom-pleksów kombajnowych chodnikowych,

245

• pozyskanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych, dotyczących komplek-sów kombajnowych chodnikowych,

• użytkowanie kompleksów kombajnowych chodnikowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • przeprowadzenie badań wymagań i założeń w celu stosowania nowych rozwiązań

narzędzi i organów urabiających wykorzystujących nowe techniki urabiania, • przeprowadzenie badań wymagań i założeń w celu opracowania konstrukcji samo-

jezdnej platformy roboczej oraz tymczasowej zmechanizowanej obudowy chodni-kowej,

• opracowanie systemów sterowania i kontroli pracy, położenia i stanu technicznego kombajnów chodnikowych, ramionowych, opartych na najnowszych technolo-giach i rozwiązaniach informatycznych i elektronicznych,

• opracowanie układu kontroli położenia i sterowania kombajnu z wykorzystaniem systemu podobnego do GPS,

• opracowanie układu do bezinwazyjnego określania rodzaju i własności skał oraz występowania zagrożeń wyrzutu gazu i wody na wybiegu wyrobiska,

• opracowanie metod wykorzystujących sieci neuronowe w systemach sterowania i kontroli pracy kompleksów kombajnowych chodnikowych.

Urabianie przez wiercenie i strzelanie materiałami wybuchowymi – PUU1W/S, PPU1W/S

Wyróżniki systemu: • wóz wiertniczy dwuramionowy na podwoziu gąsienicowym, • ładowarka wąskoprzodkowa dołowa, bocznie sypiąca, • przenośnik zgrzebłowy podścianowy, • przenośnik taśmowy, • kolejka szynowa podwieszana, • urządzenie do zakładania ładunków MW, • system klimatyzacji, • samojezdna platforma robocza, • zmechanizowana obudowa tymczasowa, • przekrój poprzeczny wyrobiska: 18,5–30,0 m2, • nachylenie podłużne: –20° do +20°, • rodzaj obudowy: łukowa podatna ŁP lub mieszana.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• wprowadzenie systemu do nadążnego sterowania parametrami wiercenia wiertarki, • wprowadzenie wozów wiertniczych dwuramionowych, • wprowadzenie układu kontroli i sterowania pracy wysięgników wozu wiertniczego, • opracowanie konstrukcji i uruchomienie produkcji samojezdnej platformy robo-

czej dla transportu i montażu obudowy chodnikowej,

246

• opracowanie konstrukcji i uruchomienie produkcji tymczasowej zmechanizowanej hydraulicznej obudowy chodnikowej,

• opracowanie technologii i wprowadzenie do stosowania układów do automatycz-nego zakładania ładunków materiału wybuchowego,

• wprowadzenie układów bezzałogowej obsługi maszyn wchodzących w skład au-tonomicznych kompleksów chodnikowych urabiających MW,

• opracowanie technologii pracy autonomicznych kompleksów chodnikowych ura-biających MW,

• przeprowadzenie szkolenia operatorów i pracowników obsługi technicznej auto-nomicznych kompleksów chodnikowych urabiających z użyciem MW,

• pozyskanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych, dotyczących autono-micznych kompleksów chodnikowych urabiających z użyciem MW,

• użytkowanie autonomicznych kompleksów chodnikowych urabiających MW.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie systemów nadążnego sterowania parametrami wiercenia wiertarek

wozu wiertniczego, • opracowanie układu kontroli i sterowania pracą wysięgników wozu wiertniczego, • opracowanie układu kontroli położenia i sterowania maszyn wchodzących w skład

autonomicznych kompleksów chodnikowych, z wykorzystaniem systemów po-dobnych do GPS,

• opracowanie układu do bezinwazyjnego określania rodzaju i własności skał oraz występowania zagrożeń wyrzutu gazu i wody na wybiegu wyrobiska,

• opracowanie układów bezzałogowej obsługi maszyn wchodzących w skład auto-nomicznych kompleksów chodnikowych.

Mechanizacja technologii kotwienia – MPO6/S

Wyróżniki systemu: • kotwiarki ręczne, • wysięgniki wiercąco-kotwiące zabudowane na kombajnach chodnikowych, • wozy wiercąco-kotwiące, • kombajny urabiająco-wiercąco-kotwiące w systemie jednoczesnym.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• adaptacja do warunków polskich kopalń wybranych rozwiązań mechanizacji kotwienia, stosowanych w górnictwie światowym,

• prowadzenie specjalistycznych szkoleń dla górników obsługujących maszyny kotwiące,

• doskonalenie sztuki górniczej w zakresie rozwoju mechanizacji technologii kotwienia,

• opracowanie systemu organizacji pracy oraz przepisów BHP dla nowych warun-ków mechanizacji kotwienia,

247

• wprowadzenie do stosowania kotwi podatnych o podwyższonej odporności na obciążenia dynamiczne.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii • badanie odporności dynamicznej kotwi górniczych i siatek, • określenie kryteriów oceny kotwi górniczych i siatek przeznaczonych do pracy

w warunkach zagrożenia wstrząsami górotworu, • optymalizacja ładunków klejowych i cementów pod kątem zwiększenia ich wy-

trzymałości wiązania, odporności na obciążenia dynamiczne oraz odporności na działanie czynników atmosferycznych,

• badania nad rozwojem technologii kotwienia iniekcyjnego.

5.4.2.2. Technologie podstawowe (P), eksploatacyjne (PE)

System ścianowy z zawałem stropu – ściany niskie do 1,5 m – PES1/S

Wyróżniki systemu: • strugi: 0,6–1,5 m, • kombajny ścianowe: (1,2)1,4–1,5 m, • urządzenia strugowe wielogłowicowe, • przenośniki ścianowe, • sekcje obudowy zmechanizowanej, • wysokość ściany: 0,6–1,5 m, • nachylenie podłużne: 0–35°, • nachylenie poprzeczne: ± 15°, • długość ściany: do 250 m.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku W rozwoju technologii strugowej przewiduje się następujące etapy:

• opracowanie i wdrożenie technologii wykorzystania metanu do zasilania energe-tycznego urządzeń chłodzących (jest to zagadnienie ogólne, które dotyczy również ścian kombajnowych),

• szkolenie operatorów i pracowników obsługi technicznej strugowych systemów mechanizacyjnych,

• uruchomienie pilotażowych strugowych systemów mechanizacyjnych, • pozyskanie niezbędnych doświadczeń eksploatacyjnych, • opracowanie metodyki lokalizacji strugowych systemów mechanizacyjnych, • podjęcie produkcji krajowych rozwiązań zespołów strugowych, • stosowanie pełnej automatyzacji strugowych systemów mechanizacyjnych, • bezzałogowa eksploatacja pokładów cienkich przy użyciu strugowych systemów

mechanizacyjnych, • użytkowanie kompleksu CLM.

W rozwoju technologii kombajnowej w ścianach niskich przewiduje się następu-jące etapy:

248

• wprowadzenie zintegrowanego sterowania kombajnowymi systemami mechaniza-cyjnymi,

• użytkowanie kombajnów compact, • wprowadzenie nanotechnologii do sterowania kombajnowymi systemami mecha-

nizacyjnymi, • bezzałogowa eksploatacja pokładów cienkich przy użyciu kombajnowych syste-

mów mechanizacyjnych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie i wdrożenie technologii wykorzystania metanu do zasilania energe-

tycznego urządzeń chłodzących, • opracowanie metodyki lokalizacji strugowych systemów mechanizacyjnych, • opracowanie zintegrowanego sterowania kombajnowymi i strugowymi systemami

mechanizacyjnymi, • wprowadzenie czujników optoelektronicznych, piezoelektrycznych i nanotechno-

logii do sterowania systemami mechanizacyjnymi, • opracowanie technologii zbrojenia ściany niskiej.

System ścianowy z zawałem stropu – ściany średnie od 1,5 do 2,5 m– PES1/2/S

Wyróżniki systemu: • kombajn ścianowy, • przenośnik ścianowy, • sekcje obudowy zmechanizowanej, • system sterowania, • wysokość ściany: 1,5–2,49 m, • nachylenie podłużne: 0–35°, • nachylenie poprzeczne: ±15°(20°), • długość ściany: do 400 m.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku • kształcenie specjalistów w zakresie mechatroniki, • opracowanie nowej metody doboru parametrów sekcji obudowy zmechanizowanej

dla ścian o dużych postępach dobowych, • opracowanie zintegrowanego systemu sterowania maszyn i urządzeń ścianowych, • zastosowanie zintegrowanego systemu sterowania maszyn i urządzeń ścianowych, • opracowanie zaawansowanego systemu diagnostyki technicznej, • wprowadzenie zaawansowanego systemu diagnostyki technicznej, • wprowadzenie sterowania elektrohydraulicznego zdalnego sekcjami obudowy zme-

chanizowanej, • wprowadzenie wysoko wydajnych kombajnów o prędkości roboczej 35 m/min

i sumarycznej mocy silników 2000 kW, • wprowadzenie kombajnów o prędkości roboczej 45 m/min i mocy 3000 kW, • wprowadzenie sterownia automatycznego sekcjami obudowy zmechanizowanej,

249

• opracowanie nowych technologii zbrojenia ściany i alokacji wyposażenia tech-nicznego,

• zastosowanie nowych technologii zbrojenia ściany i alokacji wyposażenia tech-nicznego,

• kontynuacja prac badawczo-rozwojowych i wdrożenie systemu geotomografii, • zastosowanie systemu geotomografii komputerowej do monitorowania stanu za-

grożenia wstrząsami górotworu, • opracowanie zaawansowanego systemu zabezpieczenia sekcji przed dynamicznym

oddziaływaniem górotworu, • wprowadzenie nowej generacji układów zasilania elektroenergetycznego, • wprowadzenie zintegrowanego systemu sterowania procesem produkcyjnym

w ścianie, • wdrożenie zaawansowanego systemu zabezpieczenia sekcji przed dynamicznym

oddziaływaniem górotworu.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie koncepcji programowanego sterowania sekcjami obudowy zmecha-

nizowanej, pozwalającego na sterowanie grupowe, zdalne lub automatyczne, • opracowanie nowej metody doboru parametrów sekcji obudowy zmechanizowanej

dla ścian o dużych postępach dobowych, • opracowanie zintegrowanego systemu sterowania maszynami i urządzeniami ścia-

nowymi w celu uzyskania ścianowego systemu mechatronicznego, • opracowanie zaawansowanego systemu diagnostyki technicznej, opartego na

układach sztucznej inteligencji, • opracowanie programowanych systemów sterowania układem napędowym ścia-

nowego przenośnika zgrzebłowego, uwzględniających problematykę nadążnej zmiany napięcia resztowego łańcucha,

• opracowanie nowych technologii zbrojenia ściany i alokacji wyposażenia tech-nicznego,

• kontynuacja prac badawczo-rozwojowych dotyczących systemu geotomografii komputerowej,

• opracowanie zaawansowanego systemu zabezpieczenia sekcji przed dynamicznym oddziaływaniem górotworu.

System ścianowy z zawałem stropu – ściany wysokie powyżej 2,5 m – PES1/3/S

Wyróżniki systemu: • kombajn ścianowy, • przenośnik ścianowy, • sekcje obudowy zmechanizowanej, • wysokość ściany: 2,5–5,0 m (6,5 m), • nachylenie podłużne: 25°, • nachylenie poprzeczne: ±15°, • długość ściany: 300 m.

250

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ze względu na fakt, że technologia wybierania pokładów grubych na pełną miąż-

szość ścianami z zawałem stropu jest znana i od wielu lat stosowana, rozwój techno-logii będzie polegał głównie na rozwoju technicznym. Poszczególne jego etapy są następujące: • wprowadzenie kombajnów o prędkości roboczej 20 m/min i mocy silników napę-

dzających organy urabiające 1000 kW, • wprowadzenie kombajnów o prędkości roboczej 20 m/min i mocy silników napę-

dzających organy urabiające 1500 kW, • podjęcie produkcji rodzimych wysoko wydajnych przenośników zgrzebłowych

o maksymalnej wydajności 5000 t/h, • wprowadzenie do układu napędowego przenośnika zgrzebłowego nadążnego

układu automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego, • wprowadzenie sterowania elektrohydraulicznego zdalnego sekcjami obudowy

zmechanizowanej, • wprowadzenie sterownia elektrohydraulicznego automatycznego sekcjami obudo-

wy zmechanizowanej, • wprowadzenie nowej generacji układów zasilania elektroenergetycznego, • zastosowanie wysoko wydajnych układów zasilania hydraulicznego sekcji obu-

dowy zmechanizowanej, • wprowadzenie zintegrowanego systemu sterowania procesem produkcyjnym

w ścianie.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie systemu zarządzania bezpieczeństwem w przodku ścianowym obej-

mującego: ścianowy system mechatroniczny, system monitorowania środowiska górniczego i system teleinformatyczny,

• wprowadzenie do układu napędowego przenośnika zgrzebłowego nadążnego układu automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego,

• opracowanie programowanego systemu automatycznego sterowania sekcjami obudowy zmechanizowanej,

• doskonalenie systemu mechanizacyjnego przeznaczonego do ścian podsadzko-wych, ze szczególnym uwzględnieniem rozwiązania w pełni zmechanizowanej tamy przesuwnej i systemu kontroli przebiegu obu procesów technologicznych w ścianie,

• robotyzacja kombajnów ścianowych stosowanych w ścianach wysokich.

System ścianowy z podsadzką hydrauliczną – ściany wysokie powyżej 2,5 m – PES5/S

Wyróżniki systemu: • wysokość ściany: 2,5–3,8 m, • nachylenie podłużne: 0–10°, • nachylenie poprzeczne: ±15°, • długość ściany: 300 m.

251

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• wprowadzenie kombajnów o prędkości roboczej 45 m/min i mocy 3000 kW, • podjęcie produkcji w Polsce przenośników ścianowych o mocy 2400 kW, • wprowadzenie do układu napędowego przenośnika zgrzebłowego nadążnego układu

automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego, • wprowadzenie sterowania elektrohydraulicznego zdalnego sekcjami obudowy

zmechanizowanej, • wprowadzenie nowej generacji układów zasilania elektroenergetycznego, • opracowanie zmechanizowanej tamy podsadzkowej zintegrowanej z sekcjami

obudowy zmechanizowanej, • wprowadzenie zmechanizowanej tamy podsadzkowej zintegrowanej z sekcjami

obudowy zmechanizowanej.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie systemu zarządzania bezpieczeństwem w przodku ścianowym, obej-

mującego: ścianowy system mechatroniczny, system monitorowania środowiska górniczego i system teleinformatyczny,

• doprowadzenie do układu napędowego przenośnika zgrzebłowego nadążnego układu automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego,

• opracowanie sterowania zdalnego sekcjami obudowy zmechanizowanej, • doskonalenie systemu mechanizacyjnego przeznaczonego do ścian podsadzko-

wych ze szczególnym uwzględnieniem rozwiązania w pełni zmechanizowanej tamy przesuwnej i systemu kontroli przebiegu obu procesów technologicznych w ścianie.

System ścianowy podbierkowy – ściany wysokie – PES7/S

Wyróżniki systemu: • kombajn ścianowy, • przenośnik ścianowy, • przenośnik do pozyskiwania węgla z warstwy podbieranej, • sekcje obudowy zmechanizowanej, • system sterowania, • grubość pokładu do 9 m, • wysokość ściany do 3 m, • długość ściany do 150 m.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• wprowadzenie kombajnów o prędkości roboczej 45 m/min i mocy 3000 kW, • podjęcie produkcji w Polsce przenośników ścianowych o mocy 2400 kW, • wprowadzenie do układu napędowego przenośnika zgrzebłowego nadążnego

układu automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego,

252

• wprowadzenie sterowania elektrohydraulicznego zdalnego sekcjami obudowy zmechanizowanej,

• wprowadzenie nowej generacji układów zasilania elektroenergetycznego, • opracowanie rozwiązania technicznego sekcji obudowy zmechanizowanej do me-

tody podbierkowej, • wprowadzenie zintegrowanego sterowania systemem mechanizacyjnym w odnie-

sieniu do procesu technologicznego urabiania mechanicznego calizny, • wprowadzenie systemu automatycznego sterowania procesem pozyskiwania węgla

z podbieranej warstwy.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii • opracowanie systemu zarządzania bezpieczeństwem w przodku ścianowym, obej-

mującego: ścianowy system mechatroniczny, system monitorowania środowiska górniczego i system teleinformatyczny,

• wprowadzenie do układu napędowego przenośnika zgrzebłowego z nadążnym układem automatycznej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebłowego,

• opracowanie rozwiązania technicznego sekcji obudowy zmechanizowanej do me-tody podbierkowej,

• opracowanie, opartego na sztucznej inteligencji, systemu automatycznego stero-wania procesem pozyskiwania węgla z podbieranej warstwy.

System sterowania ścianowych systemów mechanizacyjnych – PES8/S

Wyróżniki systemu Systemy sterowania i automatyki:

• zespołu strugowego, • kombajnu ścianowego, • przenośnika ścianowego, • sekcji obudowy zmechanizowanej, • strugowego systemu mechanizacyjnego, • kombajnowego systemu mechanizacyjnego.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• wzrost innowacyjności i efektywności technologii strugowej, • wzrost innowacyjności i efektywności technologii kombajnowej, • ograniczenie obciążenia dynamicznego przenośnika ścianowego, • zintegrowane sterowanie systemami mechanizacyjnymi, • poprawa efektywności pozyskiwania węgla z eksploatowanego pokładu, • wprowadzenie zaawansowanych systemów diagnostyki, wzrost dyspozycyjności

systemów mechanizacyjnych, • poprawa bezpieczeństwa stanowiskowego operatorów sekcji obudów i kombajnów

przez monitorowanie stanu zagrożenia, • minimalizacja ryzyka związanego z wystąpieniem wstrząsu górotworu.

253

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie elektrohydraulicznego programowanego sterowania sekcji obudowy

zmechanizowanej, pozwalającego na zdalne sterowanie, grupowe lub automatycz-ne,

• opracowanie systemu zabezpieczania sekcji przed dynamicznym oddziaływaniem górotworu,

• opracowanie systemu geotomografii komputerowej, • opracowanie zintegrowanego sterowania kombajnowymi i strugowymi systemami

mechanizacyjnymi, • opracowanie robotyzacji kombajnów ścianowych stosowanych w ścianach ni-

skich, • opracowanie systemu nadążnej regulacji napięcia wstępnego łańcucha zgrzebło-

wego w przenośniku zgrzebłowym, • opracowanie systemów sterowania z zastosowaniem czujników optoelektronicz-

nych, piezoelektrycznych i nanotechnologii, • opracowanie zaawansowanego systemu diagnostyki technicznej opartego na ukła-

dach sztucznej inteligencji, • opracowanie systemu zarządzania bezpieczeństwem w przodku ścianowym, obej-

mującego ścianowy system mechatroniczny, system monitorowania środowiska górniczego i system teleinformatyczny.

5.4.2.3. Technologie pomocnicze – infrastrukturalne (I)

Transport pionowy (ITZ)

Transport pionowy linowy – ITZ1/S

Wyróżniki systemu Maszyna wyciągowa:

• część mechaniczna: - zestaw wału głównego, - przeniesienie napędu, - hamulec;

• część elektryczna: - napęd maszyny, - układ sterowania i zasilania, - układ zabezpieczeń.

Naczynia wyciągowe z układami prowadzenia naczyń i zawieszeniem lin. Liny:

- nośne, - wyrównawcze, - prowadnicze.

Systemy kontroli i zabezpieczeń.

254

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii: Systemy kontroli i zabezpieczeń – jest to najbardziej podatny na rozwój i wdraża-

nie nowych technologii obszar górniczych wyciągów szybowych, który w głównej mierze wpłynie na bezpieczeństwo i niezawodność prowadzenia ruchu górniczym wyciągiem szybowym. Rozwiązania będą odnosić się bezpośrednio do maszyn wycią-gowych, jak również do innych elementów, np. kontroli/monitorowania sił w linach w trakcie ruchu górniczego wyciągu szybowego, monitorowania stanu lin w trakcie ich eksploatacji, kontroli prowadzenia naczyń. Wdrażanie w tym zakresie bezprzewo-dowej transmisji danych umożliwi przesył sygnałów do stanowiska nadzoru działania wyciągu i właściwe reagowanie w trakcie stwierdzonych nieprawidłowości. Rozwój takich systemów wyeliminuje przestoje wyciągu przewidziane na prowadzenie okre-sowych kontroli poszczególnych elementów górniczego wyciągu szybowego, jak również może wyeliminować ludzi z miejsc szczególnie niebezpiecznych i wykony-wania niebezpiecznych czynności.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • w zakresie maszyn wyciągowych:

- doskonalenie systemów bezpieczeństwa: sterowania maszyny i hamulca, kon-troli, monitorowania działania maszyny wyciągowej,

- doskonalenie materiałów ciernych hamulców maszyn wyciągowych tak, aby mogły one sprostać rosnącym wymaganiom w aspekcie przejmowania coraz większych energii wynikających z parametrów ruchu górniczego wyciągu szy-bowego;

• w zakresie naczyń wyciągowych: - doskonalenie rozwiązań konstrukcji naczyń wydobywczych, zwłaszcza skipów,

tak, aby zwiększyć ich ładowność, jednocześnie ograniczyć ich masę własną; • w zakresie lin nośnych, wyrównawczych i prowadniczych:

- doskonalenie konstrukcji lin: zwiększanie ich wytrzymałości przy ograniczaniu ich masy własnej,

- doskonalenie metod projektowania, - doskonalenie metod diagnostycznych.

Oba powyższe elementy mogą wpływać na obniżanie zakładanych współczynni-ków bezpieczeństwa poszczególnych elementów górniczego wyciągu szybowego, przy zachowaniu wystarczającego poziomu bezpieczeństwa całego systemu, jakim jest urządzenie wyciągowe.

Transport poziomy (ITX)

Odstawa urobku przenośnikami taśmowymi – ITX1/S

Wyróżniki systemu Systemy przenośników taśmowych.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

255

• wprowadzenie zintegrowanego sterowania magistralami przenośników taśmo-wych,

• powszechne wprowadzenie łączenia taśm przenośnikowych w technologii wulka-nizacji na gorąco,

• powszechne wyeliminowanie prowadzenia taśm przy użyciu krążników z wyprze-dzeniem we wszystkich zestawach krążnikowych i zastosowanie specjalnych ze-stawów prowadzących taśmę liniowo,

• powszechne wprowadzenie do systemów odstawy urobku przenośników o zwięk-szonej szerokości taśmy, zwiększonej długości i prędkości do 4,1 m/s,

• zwiększenie udziału systemów informatycznych w gospodarce materiałowej prze-nośników taśmowych (systemy rejestracji: wymian, uszkodzeń, reperacji i łączeń taśm oraz zużycia innych elementów przenośnika).

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • doskonalenie systemów sterowania układami odstawy, • doskonalenie systemów monitoringu, ze szczególnym uwzględnieniem przenośni-

ków pracujących po wzniosie i instalowanych między poziomami wydobywczymi kopalni oraz odstawiającymi urobek na powierzchnię kopalni,

• doskonalenie, pod kątem dalszego zwiększenia trwałości i zmniejszenia koszto-chłonności, konstrukcji wyróżnionych zespołów i elementów.

Kopalniana kolej podziemna – ITXU2.1/S, ITXU2.1/1/S, ITXL2.1/S

Wyróżniki systemu: • transport urobku, • transport materiałów i urządzeń, • przewóz ludzi.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Istniejąca infrastruktura kopalnianej kolei podziemnej (torowiska, zajezdnie,

posiadana przez kopalnie znaczna liczba różnego rodzaju wozów) oraz wieloletnie tradycje stosowania w krajowym górnictwie tego systemu transportu, stymulują dalsze jego stosowanie przy nowoczesnym rozwoju taboru trakcyjnego (lokomotyw).

Podstawowym czynnikiem stymulującym rozwój taboru trakcyjnego jest znacznie zużyty, będący w eksploatacji, tabor trakcyjny oraz ciągły rozwój podstawowych komponentów stosowanych do budowy lokomotyw.

W kopalniach posiadających infrastrukturę umożliwiającą stosowanie lokomotyw elektrycznych (przewodowych bądź akumulatorowych) nadal będzie stosowany ten rodzaj taboru trakcyjnego. W związku z tym należy spodziewać się rozwoju konstruk-cji tego typu lokomotyw, ukierunkowanego na zastosowanie: • nowoczesnych silników elektrycznych (np. z magnesami stałymi), • nowoczesnych baterii akumulatorowych (np. z elektrolitem stałym, niewymagają-

cych obsługi, niewydzielających wodoru podczas ładowania, o dużej pojemności w stosunku do masy),

• nowoczesnych energoelektronicznych przekształtnikowych układów zasilających,

256

• elektronicznych układów sterujących i diagnostycznych, przekazujących bezprze-wodowo informacje o stanach pracy do dozoru na powierzchni oraz służb serwi-sowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie i uruchomienie produkcji nowej generacji komponentów układów

napędów pojazdów szynowych i układów sterownia nimi z certyfikatem bezpiecz-nego stosowania w podziemnych wyrobiskach górniczych (w przypadku zagroże-nia metanowego wymagany certyfikat ATEX),

• opracowanie nowych przekształtnikowych energo-elektronicznych układów zasi-lających,

• opracowanie mikroprocesorowych układów sterująco-zabezpieczających oraz ukła-dów monitoringu i diagnostyki,

• opracowanie systemów bezprzewodowej transmisji danych z eksploatowanych urządzeń na powierzchnię,

• opracowanie nowych urządzeń transportowych, wykonanie egzemplarzy pilotują-cych i przeprowadzenie ich badań.

Kolej podwieszana – ITXM2.2/2/S, ITXL2.2/2/S

Wyróżniki systemu: • transport materiałów i przewóz ludzi, • napęd własny spalinowy, transport na paletach, w kontenerach lub zawieszony na

belkach transportowych, przewóz ludzi w kabinach osobowych, • załadunek i rozładunek materiałów: ręczny lub mechaniczny z wykorzystaniem

wciągników.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Transport materiałów z wykorzystaniem kolei podwieszanych z napędem wła-

snym będzie w najbliższych latach podlegał ciągłej ewolucji. Rosnące wymagania transportu dotyczące coraz większych mas wymuszą opracowanie i wdrożenie kolei o zwiększonej nośności i mocy napędów. Pociągnie to za sobą opracowanie tras o większej wytrzymałości oraz sposobu ich mocowania i stabilizacji. Zwiększenie obciążenia trasy będzie wymuszać opracowanie pewniejszych sposobów łączenia tras uniemożliwiających rozpięcie toru jezdnego. Innym kierunkiem rozwoju będzie sto-sowanie mniej szkodliwych lub zupełnie neutralnych dla człowieka napędów kolei. Kolej z napędem spalinowym będzie wypierać sukcesywnie koleje z napędem lino-wym, do ich całkowitego zastąpienia.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie innych źródeł napędu kolei, • opracowanie konstrukcji o większej mocy i nośności.

Transport szynowy spągowy ITXM2.3/2/S, ITXML2.3/2/S.

Wyróżniki systemu: • transport materiałów i przewóz ludzi,

257

• transport spągowy: napęd linowy – kołowrót przewojowy, transport na platfor-mach i w kontenerach, przewóz ludzi w wozach osobowych i kabinach nakłada-nych,

• załadunek i rozładunek materiałów: ręczny lub mechaniczny z wykorzystaniem wciągników.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Transport materiałów z wykorzystaniem kolei spągowych z napędem własnym

będzie w najbliższych latach podlegał rozwojowi. Rosnące wymagania transportu coraz większych mas wymuszą opracowanie i wdrożenie kolei o zwiększonej nośności i mocy napędów. Pociągnie to za sobą opracowanie tras o większej nośności oraz spo-sobu ich mocowania i stabilizacji do spągu. Innym kierunkiem rozwoju będzie stoso-wanie mniej szkodliwych lub zupełnie neutralnych dla człowieka napędów kolei. Kolej z napędem spalinowym będzie wypierać sukcesywnie kolej z napędem lino-wym, do jej całkowitego zastąpienia.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie innych źródeł napędu kolei, • opracowanie konstrukcji o większej mocy i nośności.

Transport z wykorzystaniem wozów oponowych – ITX3/S

Wyróżniki systemu: • samojezdne wozy oponowe, • maszyny do utrzymania nawierzchni dróg transportowych, • wyposażenie stanowisk obsługi technicznej, • wyposażenie warsztatu remontowego, • skład materiałów pędnych lub/i ładownia akumulatorów.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• wykonanie chodników o wymiarach umożliwiających stosowanie wozów opono-wych,

• zakup maszyn do budowy i utrzymania nawierzchni dróg transportowych w pod-ziemiach kopalń,

• przygotowanie infrastruktury technicznej związanej z miejscami obsługi technicz-nej i warsztatami remontowymi,

• zakup samojezdnych wozów oponowych, • wdrożenie technologii alokacji w zakładach górniczych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie metody prognozowania i oceny stanu technicznego sekcji obudowy

zmechanizowanej, • opracowanie systemu alokacji przy wykorzystaniu wozów oponowych, z

uwzględnieniem problematyki zabezpieczenia wyrobisk i organizacji prac.

258

Wentylacja lokalna i obiegowa – IWObW/S, IWOdW/S

Wyróżniki systemu: • wentylatory głównego przewietrzania, tamy, • wentylatory lokalne, • lutnie elastyczne, wirowe.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• zdarzenia, takie jak np.: wyrzut metanu w kopalni „Pniówek” i „Zofiówka” oraz zapalenie metanu i pożar w kopalni „Budryk”, wskazują na potrzebę nowego po-dejścia do zagadnień dyspozytorskiego nadzoru oraz wprowadzania nowocze-snych technologii teleinformatycznych oraz systemów szybkiego reagowania,

• wyposażenie dyspozytorni kopalń w odpowiednie systemy umożliwiające szybki monitoring dróg ucieczkowych, założonych posterunków oraz wyznaczenie strefy zagrożonej dymami pożarowymi oraz ich integracja z systemami monitorowania kopalni, szczególnie z czujnikami tlenku węgla, dymu i prędkości przepływu,

• zwiększające się długości wyrobisk korytarzowych wymuszają opracowywanie nowych rozwiązań wentylatorów do wentylacji lokalnej,

• wprowadzanie systemów zabezpieczeń przeciwhałasowych, związanych z pracą wentylatorów, a wpływających na ergonomię pracy górników.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie sposobu przewietrzania wyrobisk eksploatacyjnych, sprzyjającego

korzystnym warunkom wentylacyjnym i klimatycznym w tej części wyrobiska, gdzie są prowadzone roboty,

• analizy dotyczące niezbędnej ilości powietrza w celu zapewnienia wymaganych warunków klimatycznych i wentylacyjnych, przy mniejszych wydatkach powie-trza przepływającego przez szyby i przez wyrobiska,

• badania nad innowacyjnymi metodami redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz utylizacji energii odpadowej, przez wykorzystanie dużych strumieni powietrza, o niskiej i średniej koncentracji gazów palnych, do celów energetycznych.

Odpylanie wyrobisk korytarzowych – IOO/S

Wyróżniki systemu: • urządzenia odpylające, • wentylatory lutniowe, • komory napowietrzające.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się dalszy wzrost wydajności urządzeń odpylających wraz z popra-

wieniem ich skuteczności działania oraz zastosowanie układów wizualizacji i stero-wania systemu odpylania wyrobiska chodnikowego.

259

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie układów monitoringu sterowania systemu odpylania wyrobiska

chodnikowego drążonego za pomocą kombajnu chodnikowego, • opracowanie urządzeń odpylających o większej wydajności.

Klimatyzacja – IK/S

Wyróżniki systemu: • klimatyzacja lokalna, • grupowa, • centralna.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się następujący scenariusz rozwoju ww. technologii:

• dalszy wzrost zastosowania w kopalniach urządzeń chłodniczych o zdolności chłodniczej do 300–350 kW, o działaniu bezpośrednim i zasięgu obejmującym po-jedyncze wyrobiska chodnikowe i ścianowe,

• wzrost stosowania w kopalniach urządzeń chłodniczych o zdolności chłodniczej 400–2000 kW, o działaniu pośrednim i zasięgu obejmującym grupy wyrobisk chodnikowych i ścianowych,

• wprowadzanie klimatyzacji centralnej, o różnych konfiguracjach, w zależności od potrzeb i możliwości inwestycyjnych kopalń,

• klimatyzacja stanowisk pracy, np. wprowadzanie chłodnic powietrza do ścian, kabin klimatyzacyjnych,

• wprowadzanie urządzeń chłodniczych specjalnych, takich jak: komory zraszania, lutniociągi chłodnicze, pneumatyczne urządzenia chłodnicze i urządzenia chłodni-cze wykorzystujące mieszaniny lodowo-wodne, które posiadają bardzo dużą efek-tywność chłodniczą.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie sposobu przewietrzania wyrobisk eksploatacyjnych, sprzyjającego

korzystnym warunkom wentylacyjnym i klimatycznym w tej części wyrobiska, gdzie są prowadzone roboty,

• analizy dotyczące niezbędnej ilości powietrza w celu zapewnienia wymaganych warunków klimatycznych i wentylacyjnych, przy mniejszych wydatkach powie-trza przepływającego przez szyby i wyrobiska,

• opracowanie koncepcji przewietrzania i klimatyzacji w obrębie wyrobisk eksploa-tacyjnych, zmierzającej do uzyskania zakładanych efektów, przy możliwie małej mocy chłodniczej,

• opracowanie koncepcji i projektu centralnego układu klimatyzacji, ze szczegól-nym uwzględnieniem energetycznej i ekonomicznej optymalizacji układu.

260

5 . 4 . 3 . S c e n a r i u s z e r o z w o j u s y s t e m ó w z a s i l a n i a , i n f o r m a t y k i i a u t o m a t y k i s t o s o w a n y c h w g ó r n i c t w i e w ę g l a k a m i e n n e g o ( S c e n a r i u s z e … 2 0 0 7 c )

Ze względu na istniejący stan rozwiązań infrastruktury systemowej, dokonano podziału technologii na trzy dziedziny: zasilanie, informatyka i automatyka, uwzględ-niając perspektywę 2020 roku, dołączono nową dziedzinę – zintegrowaną sieć tele-transmisyjną dla potrzeb transmisji danych, transmisji informacji w systemach bezpieczeństwa oraz usług telefonicznych i alarmowo-rozgłoszeniowych.

Zmianie ulegnie również konstrukcja systemów zasilania, informatyki i automa-tyki; miejsce elementów sterujących lokalnych zbudowanych niekiedy w oparciu o technologię elektromagnetyczną zajmie zestaw komputerów (sterowników) do za-rządzania poszczególnymi systemami wraz z niezbędnym oprogramowaniem pozwa-lającym na zdalny nadzór i sterowanie z wykorzystaniem zintegrowanej, magistralnej sieci teleinformatycznej.

5.4.3.1. Systemowe zasilanie

Urządzenia zasilające średniego napięcia SN-Z-1a służą do rozsyłu energii elektrycznej w zakładzie górniczym przez wewnętrzne instalacje i sieci rozdzielcze.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku: Idea rozwiązania urządzeń zasilających średniego napięcia, na przestrzeni okresu

będącego przedmiotem niniejszego projektu, nie powinna ulec zasadniczym zmianom. Tego rodzaju urządzenia w dalszym ciągu będą niezbędne do zasilania maszyn i urzą-dzeń. Zmianie ulegną materiały stosowane do budowy sieci, w tym przede wszystkim materiały stosowane do izolacji przewodów, kabli oraz sposób budowy kabli. Ze względu na wprowadzanie na szeroką skalę systemów automatyki i zdalnego nadzoru, należy spodziewać się rozwoju urządzeń sterujących i elementów łączeniowych.

Urządzenia niskiego napięcia będą projektowane na potrzeby użytkownika. Zadaniem projektanta będzie takie zaprojektowanie sieci lub urządzeń zasilania, aby spełnić potrzeby zakładu górniczego, przy zachowaniu zasad bezpieczeństwa i wymo-gów obowiązujących przepisów.

Urządzenia zasilające niskiego napięcia NN-Z-1b do zapewnienia dostawy energii elektrycznej do odbiorników zlokalizowanych: • na powierzchni – instalacje zasilające napięciem przemiennym 380, 220, 500 V

maszyn i urządzeń oraz instalacji oświetleniowych, • w wyrobiskach podziemnych – instalacje zasilające:

- napięciem przemiennym 500 oraz 1000 V maszyn i urządzeń, - napięciem przemiennym 127 oraz 220 V urządzeń ręcznych, urządzeń pomoc-

niczych oraz instalacji oświetleniowej, - napięciem 42, 24, 12, 9 V urządzeń automatyzacji procesów transportu, syste-

mów ostrzegawczych itp.

261

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Idea dotycząca rozwiązań w zakresie urządzeń zasilających niskiego napięcia,

w okresie objętym projektem, nie powinna ulec zasadniczym zmianom. Tego rodzaju urządzenia w dalszym ciągu będą niezbędne do zasilania maszyn i urządzeń. Zmianie ulegną materiały stosowane do budowy sieci, w tym przede wszystkim materiały sto-sowane do izolacji przewodów, kabli oraz sposób budowy kabli. Ze względu na wprowadzanie na szeroką skalę systemów automatyki i zdalnego nadzoru, należy spo-dziewać się rozwoju urządzeń sterujących i elementów łączeniowych.

Aparatura łączeniowa SN-Z-2a do przesyłu i rozdziału energii elektrycznej średniego napięcia w zakładzie górniczym – od rozdzielni głównej do urządzeń zasila-jących zlokalizowanych na powierzchni i w wyrobiskach podziemnych.

Aparatura łączeniowa NN-Z-2b zapewniająca dostarczanie energii elektrycznej do odbiorników niskiego napięcia zlokalizowanych na powierzchni i w wyrobiskach podziemnych: • na powierzchni napięciem przemiennym 380, 220, 500 V, • w wyrobiskach podziemnych napięciem przemiennym: 500 i 1000 V oraz 127

i 220 V, a także 42, 24, 12 i 9 V.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Idea dotycząca rozwiązań w zakresie aparatury łączeniowej, podobnie jak urzą-

dzeń zasilających średniego napięcia, w okresie objętym projektem, nie powinna ulec zasadniczym zmianom. Zmianie ulegną materiały stosowane do budowy aparatury, w tym przede wszystkim materiały stosowane do izolacji przewodów, kabli oraz sposób budowy kabli. Ze względu na wprowadzanie na szeroką skalę systemów automatyki i zdalnego nadzoru, należy spodziewać się rozwoju urządzeń sterujących i elementów łączeniowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii Prace badawcze związane z urządzeniami średniego napięcia oraz urządzeniami

i systemami elektrycznymi i elektroenergetycznymi powinny być ukierunkowane na: • dalszą poprawę bezpieczeństwa załogi zatrudnionej przy obsłudze urządzeń oraz

ich naprawie, • poprawę sprawności urządzeń, mającej na celu zmniejszenie zużycia energii elek-

trycznej, • zastosowanie nowych materiałów i technologii w celu poprawy bezpieczeństwa,

usprawnienie prac związanych z budową i eksploatacją urządzeń, a także obniże-nie kosztów.

Kable i przewody wraz z osprzętem

Kable i przewody SN-Z-3a

Przeznaczenie: przesył energii elektrycznej średniego napięcia do urządzeń zasilających lokalnych, w szczególnych przypadkach bezpośrednio do odbiorników (niektóre maszyny urabia-jące), przez odpowiedniego rodzaju kable energetyczne połączone w sieć za pomocą muf kablowych i skrzynek rozgałęźnych.

262

Kable i przewody NN-Z-3b

Przeznaczenie: przesył energii elektrycznej niskiego napięcia od urządzeń zasilających SN do urzą-dzeń zasilających lokalnych NN oraz bezpośrednio do odbiorników, przez odpowied-niego rodzaju kable energetyczne połączone w sieć za pomocą muf kablowych i skrzynek rozgałęźnych itp.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Scenariusz dotyczący rozwoju kabli i przewodów wraz z osprzętem łączeniowym

dla kopalń węgla kamiennego powinien ograniczyć się przede wszystkim do zmian materiałowych w zakresie powłok izolacyjnych oraz konstrukcji kabli. Podobnie, jeże-li chodzi o elementy łączeniowe, gdzie dodatkowo należy spodziewać się zmian kon-strukcyjnych mających na celu łatwość montażu oraz ergonomię pracy.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii Prace badawcze związane z kablami i przewodami wraz z osprzętem średniego

napięcia oraz ze wszystkimi urządzeniami i systemami elektrycznymi oraz elektroe-nergetycznymi powinny iść w następujących kierunkach: • opracowanie systemu bezpieczeństwa załogi zatrudnionej w wyrobiskach, przez

wprowadzanie nowoczesnych konstrukcji, zabezpieczających przed uszkodzenia-mi kabli w warunkach kopalnianych,

• opracowywanie nowego rodzaju materiałów i technologii stosowanych do produk-cji kabli i przewodów średniego napięcia, w celu poprawy bezpieczeństwa, usprawnienia prac związanych z budową i eksploatacją kabli, przewodów i osprzę-tu, a także obniżenia kosztów,

• opracowywanie konstrukcji nowego rodzaju kabli telekomunikacyjnych do sieci kablowych miedzianych, światłowodowych i radiowych wraz z niezbędnym osprzętem.

5.4.3.2. Urządzenia zabezpieczające

Urządzenia zabezpieczające SN-Z-4a

Przeznaczenie zabezpieczenie odcinków sieci elektroenergetycznej i urządzeń SN przed skutkami przeciążeń i zwarć międzyfazowych i doziemnych oraz innych zakłóceń.

Urządzenia zabezpieczające NN-Z-4b

Przeznaczenie zabezpieczenie odcinków sieci elektroenergetycznej i urządzeń NN przed skutkami przeciążeń i zwarć międzyfazowych i doziemnych oraz innych zakłóceń.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Idea dotycząca rodzaju urządzeń zabezpieczających średniego i niskiego napięcia

nie powinna ulec zasadniczym zmianom. Nie ulegnie zmianie sposób zasilania ma-szyn i urządzeń, zmienią się natomiast materiały stosowane do budowy sieci, w tym

263

przede wszystkim materiały stosowane do izolacji przewodów, kabli oraz sposób budowy kabli. Ze względu na wprowadzanie na szeroką skalę systemów automatyki i zdalnego nadzoru, należy spodziewać się rozwoju urządzeń sterujących i elementów łączeniowych. Należy również spodziewać się, że będą wprowadzane, na coraz szer-szą skalę, systemy zdalnego nadzoru oraz sterowania, mające na celu wyeliminowanie obsługi.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii Prace badawcze, związane z urządzeniami zabezpieczającymi średniego i niskie-

go napięcia oraz ze wszystkimi urządzeniami i systemami elektrycznymi i elektroe-nergetycznymi, powinny iść w następujących kierunkach: • poprawa bezpieczeństwa załogi zatrudnionej przy obsłudze urządzeń oraz ich na-

prawie, • opracowywanie nowego rodzaju materiałów i technologii dla potrzeb urządzeń

zabezpieczających średniego napięcia, w celu poprawy bezpieczeństwa, uspraw-nienia prac związanych z budową i eksploatacją urządzeń, a także obniżeniem kosztów.

5.4.3.3. System dyspozytorski technologicznych procesów przeróbki – I-5b

Przeznaczenie: zdalna kontrola procesów technologicznych przeróbki mechanicznej węgla, w tym: • pracy urządzenia skipowego, • pracy urządzeń transportu nadawy (wydobytego węgla wraz z zanieczyszczenia-

mi), • obiegu wody, • pracy urządzeń (stanowiących wyposażenie danego zakładu przeróbczego)

i ogniw technologicznych służących do: wzbogacania sortymentów węgla, moni-torowania jakości produktu, właściwego załadunku węgla, a także utrzymywanie łączności telefonicznej i głośnomówiącej oraz sygnalizacji alarmowej.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Przewiduje się stopniowe przechodzenie od sterowania ręcznego, ze wspomaga-

niem układów stycznikowych oraz przekaźnikowych, do zdalnego sterowania, za pomocą wyspecjalizowanych sterowników cyfrowych, za pośrednictwem jednej sieci teletransmisji cyfrowej.

Zadaniem teletransmisyjnej sieci cyfrowej, podobnie jak w wyrobiskach pod-ziemnych, będzie przesyłanie wszystkich informacji niezbędnych do zarządzania pro-dukcją zakładu przeróbczego, w tym: • dwukierunkowa transmisja danych, • transmisja sygnałów z kamer nadzorujących pracę poszczególnych węzłów, • transmisja sygnałów fonii.

Podstawowa zmiana będzie polegać na zamianie podzespołów wchodzących w skład systemów dyspozytorskich, przy pozostawieniu idei funkcjonowania zakła-dów przeróbczych.

264

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii Prace badawcze związane z nadzorowaniem pracy zakładów dyspozytorskich

powinny być związane przede wszystkim z: • ochroną przed zapyleniem, • ochroną przed zagrożeniem hałasem związanym z pracą maszyn i urządzeń zakła-

du przeróbczego, • opracowaniem urządzeń pozwalających na sprawne sterowanie maszynami zakła-

du przeróbczego.

5.4.3.4. Monitorowanie zagrożeń tąpaniami i skutków eksploatacji górniczej na infrastrukturę zakładu górniczego i powierzchni – I-6

Przeznaczenie: systemy monitorowania umożliwiają: • wykrywanie i rejestrację szkodliwych zjawisk sejsmicznych dla infrastruktury

zakładu i zabudowy powierzchni, • ocenę zagrożeń według obowiązujących kryteriów oraz dostarczają danych do opracowywania długoterminowych prognoz zagrożenia.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Zagadnienia związane z doskonaleniem oceny zagrożenia tąpaniami w wyrobi-

skach górniczych wymagają ciągłego rozwoju systemów pomiarowych i metod inter-pretacji rejestrowanych danych. Ciągły i coraz szybszy rozwój elektroniki umożliwi przetwarzanie sygnałów u źródła (czujniki), co stworzy nowe możliwości pomiarowe, umożliwi zabudowę większej liczby czujników, zdolnych dostarczać, w czasie rze-czywistym, danych geofizycznych o większej rozdzielczości, co umożliwi coraz lepsze i wczesne rozpoznawanie zagrożeń. Należy oczekiwać rozwoju systemów po-miarowych i nowych, coraz doskonalszych metod interpretacji rejestrowanych zjawisk geofizycznych oraz bardziej wiarygodnej oceny zagrożeń, prowadzonej w oparciu o różne, wzajemnie się uzupełniające metody. Przewiduje się doskonalenie systemów pomiarowych w celu zapewnienia większej wiarygodności wykrywania i rejestracji zjawisk.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • niezbędne będzie zakończenie prac umożliwiających integrację kopalnianych sieci

sejsmicznych z użyciem nowo opracowanych systemów; przewiduje się wdroże-nie w sejsmologii alternatywnej metody kierunkowej lokalizacji za pomocą sond trójukładowych;

• niezbędne będzie zakończenie prac zmierzających do opracowania nowej wersji przenośnej aparatury sejsmicznej PASAT M/E (tomografia aktywna) i aparatury KOTEW/E (ocena stanu zakotwienia) i ich wdrożenie;

• konieczne jest prowadzenie nowych prac badawczo-rozwojowych w zakresie do-skonalenia: - systemu transmisji – wprowadzenie cyfrowej transmisji danych z maksymal-

nym wykorzystaniem nośników światłowodowych,

265

- części przetwarzającej systemów sejsmoakustycznych, - podsystemu do kontroli deformacji powierzchni, - gromadzonych baz danych i wizualizacji procesów sejsmicznych;

• konieczne będzie prowadzenie nowych prac badawczo-rozwojowych w zakresie opracowania: - nowych metod oceny zagrożenia tąpaniami z wykorzystaniem: ○ analizy przestrzennego pola falowego i nowych metod lokalizacji zjawisk,

w tym kierunkowej, ○ analizy korelacyjnej sejsmiczności kopalnianej i deformacji powierzchni ob-

szaru górniczego, ○ metody hazardu sejsmicznego, ○ wzbudzanej tomografii prędkościowej, ○ wzbudzanej tomografii tłumieniowej, ○ tomografii pasywnej, ○ monitorowania naprężeń w górotworze (pomiary deformacji otworów wiert-

niczych, tensometria), - nowych metod oceny zagrożenia powierzchni wstrząsami górniczymi i defor-

macji wywoływanej eksploatacją górniczą.

5.4.3.5. Zintegrowane systemy dyspozytorskie – I-7

Przeznaczenie: • monitorowanie parametrów bezpieczeństwa ruchu podziemnej części zakładu,

w zakresie kontroli i pomiarów: - pracy wybranych maszyn i urządzeń, - wybranych procesów technologicznych, - zagrożenia metanowego, - składu i stężenia powietrza kopalnianego, - parametrów fizycznych środowiska;

• zapewnienie łączności dla potrzeb załogi zatrudnionej w wyrobiskach oraz alar-mowania o zagrożeniu załogi i rozsyłanie komunikatów o drogach ucieczkowych,

• zakres integracji systemowych rozwiązań jest dostosowywany do potrzeb i możli-wości (technicznych) użytkownika.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ewolucja rozwoju zintegrowanych systemów bezpieczeństwa będzie polegała

na łączeniu systemów. Pierwszymi rozwiązaniami, dotyczącymi integracji systemów na powierzchni, są systemy łączności, alarmowania oraz metanometrii automatycz-nej (np. STAR-SMP, SAT-Z). Kolejnym krokiem powinno być integrowanie systemów w wyrobiskach dołowych. Tego typu integracja, w połączeniu z szeroko-pasmową transmisją cyfrową, powinna pozwolić na zwiększenie szybkości reakcji systemów oraz na zapewnienie autonomii działania, w przypadku utraty łączności z powierzchnią.

266

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii Do budowy zintegrowanych systemów bezpieczeństwa będzie potrzebne prze-

prowadzenie wielu badań, których zadaniem będzie między innymi: • ocena sposobu budowy systemów pod kątem niezawodności pracy, • opracowanie odpowiedniej budowy urządzeń, zapewniającej ich prawidłową pracę

w warunkach panujących w miejscu zabudowy urządzeń stacyjnych oraz linio-wych,

• opracowanie nowego rodzaju urządzeń pomiarowych oraz sensorów zapewniają-cych wiarygodność pomiarów parametrów związanych z bezpieczeństwem w za-kładzie górniczym.

5.4.3.6. Układ sterowania maszyn urabiających w wyrobiskach wybierkowych – A-4

Przeznaczenie: systemowe sterowanie różnymi typami kombajnów ścianowych (węglowych) o dużej mocy, z wielosilnikowymi układami napędowymi (do sześciu silników elektrycz-nych), przystosowanymi do takiego rodzaju pracy (posiadającymi odpowiednie wypo-sażenie) i ich bieżąca diagnostyka.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Obecnie mamy do czynienia głównie z bezpośrednim sterowaniem maszynami

urabiającymi, możliwym w wyrobiskach o odpowiedniej wysokości, w obecności za-łogi w bezpośrednim sąsiedztwie maszyny, co stanowi duże zagrożenie. Będą wpro-wadzane systemy zdalnego sterowania maszynami: dla systemów strugowych (dopuszczalne sterowanie z powierzchni) i dla systemów kombajnowych. Będą pro-wadzone prace mające na celu lokalizację sterowania i obecność załogi poza rejonem kompleksu wydobywczego. Do sterowania systemami będą stosowane systemy transmisji radiowej, pracujące z różną częstotliwością fal.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie sposobu samodzielnej pracy kombajnu w sposób pozwalający na

„czystą” eksploatację pokładu, • opracowanie systemu monitorowania pracy maszyn urabiających w celu zapobie-

żenia powstaniu awarii oraz w celu poprawy efektywności pracy maszyn, • opracowanie systemów transmisyjnych dla poszczególnych rodzajów systemów

wybierkowych w celu zapewnienia zdalnego monitorowania i sterowania maszy-nami urabiającymi.

5.4.3.7. Sterowanie obudową wyrobisk wybierkowych – A-5

Przeznaczenie: system sterowania obudową służy do monitorowania i zbierania danych pomiarowych ze stojaków obudowy zmechanizowanej, takich jak: podporność (ciśnienie), prze-mieszczenia i przepływy oraz do sterowania podpornością i kontroli tego procesu.

267

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ewolucja od stanu obecnego do docelowego – należy spodziewać się, że systemy

sterowania obudową wyrobisk wybierkowych nie będą ulegały gwałtownym zmia-nom. Będziemy mieli do czynienia z wprowadzaniem zdalnego sterowania obudową.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie sposobu automatycznej pracy obudowy, zsynchronizowanej z pracą

maszyn urabiających, • opracowanie sposobu monitorowania pracy poszczególnych elementów obudowy

związanych z podpornością oraz lokalizacją w kompleksie ścianowym, • opracowanie systemu zdalnego sterowania obudową, pozwalającego na wprowa-

dzenie obudowy zmechanizowanej do ścian niskich, • opracowanie systemów transmisyjnych dla poszczególnych rodzajów systemów

wybierkowych, w celu zapewnienia zdalnego monitorowania i sterowania maszy-nami urabiającymi oraz obudową.

5.4.3.8. Kompleksowe sterowanie poszczególnymi procesami technologicznymi przeróbki – A-7

Przeznaczenie: sterowanie, automatyzacja i nadzorowanie procesami technologicznymi związanymi z przeróbką mechaniczną węgla, tj.: • transport nadawy urobku według sortymentu ilościowego (wagowego) i parame-

trów jakościowych, • proces flotacji, • wzbogacanie węgla w osadzarkach, • obieg wody, • załadunek węgla.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Wprowadzenie na szeroką skalę cyfrowych systemów zarządzania zakładami

przeróbczymi spowoduje połączenie systemów sterowania z systemami dyspozytor-skimi zakładów przeróbczych. Przewiduje się, że systemy dyspozytorskie zostaną z czasem wchłonięte przez „jednolite systemy sterowania zakładów przeróbczych”, w skład których będzie wchodził dodatkowo zespół maszyn i urządzeń wykonaw-czych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • ochrona przed zapyleniem, • ochrona przed zagrożeniem hałasem związanym z pracą maszyn i urządzeń zakła-

du przeróbczego, • zmniejszenie zużycia energii elektrycznej, • zmniejszenie zużycia wody w procesie przeróbki mechanicznej, • zwiększenie wydajności pracy poszczególnych maszyn.

268

5.4.3.9. Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania transportem pionowym – A-9

Przeznaczenie: sterowanie maszyną wyciągową – automatyczne lub ręczne z pulpitu – w celu zapew-nienia niezawodności w transporcie: • materiałów i przewozu ludzi – szybami zjazdowymi, • urobku – szybami wydobywczymi za pomocą skipu, • urobku i przewozu ludzi – szybami wydobywczo-zjazdowymi, za pomocą skipo-

klatki.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Modernizacja systemów sterowania urządzeń sterowania w transporcie pionowym

będzie polegać głównie na wprowadzaniu na szeroką skalę sterowników przemysło-wych, w miejsce stosowanych obecnie sterowników budowanych w oparciu o układy przekaźnikowe.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • wykorzystanie rozwiązań dotyczących sieci teletransmisyjnych.

5.4.3.10. Układ automatyzacji i sterowania transportu szynowego podwieszanego – A-11

Przeznaczenie: poprawa bezpieczeństwa transportu materiałów, urobku oraz przewozu ludzi kolejka-mi podwieszanymi, wyposażonymi w różnego rodzaju jednostki napędowe (kolej gór-nicza z napędem elektromechanicznym lub elektrohydraulicznym).

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Wprowadzenie systemów automatycznych, w przypadku rozwiązań z napędem

samojezdnym oraz z napędem linowym.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • wykorzystanie rozwiązań dotyczących sieci teletransmisyjnych.

5.4.3.11. Układ mikroprocesorowy automatyzacji i sterowania transportu przenośnikowego – A-13

Przeznaczenie: sterowanie i automatyzacja pracy przenośników znajdujących się w określonym ciągu technologicznym w celu bezpiecznego i optymalnego transportu urobku, materiałów oraz przewozu ludzi. Zastosowanie w transporcie podziemnym i powierzchniowym.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Ewolucja od stanu obecnego do docelowego – wprowadzenie systemów w pełni

automatycznych, połączonych z monitorowaniem przesypów oraz układów „miękkie-go startu silników”, zapobiegających powstawaniu awarii.

269

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • wykorzystanie rozwiązań dotyczących sieci teletransmisyjnych.

5.4.3.12. Regulacyjne układy napędów wentylatorów – A-15

Przeznaczenie: napędzanie wentylatorów głównego przewietrzania dla sieci wentylacyjnej o pożąda-nych, częstych zmianach parametrów wentylacyjnych. Regulacja dwóch podstawo-wych parametrów układu wentylacyjnego, tj. depresji wentylatora i wydajności wentylatora, jest dokonywana na drodze zmiany liczby obrotów silnika – napędu wen-tylatora (np. w kopalni niezagrożonej pod względem wybuchu metanu można w dni wolne od pracy zmniejszać wydatek powietrza płynącego przez daną podsieć wentyla-cyjną).

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Wprowadzenie układów regulacji wentylatorów.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie układów regulacji napędów wentylatorów pozwalających na płynną

regulację, połączoną ze zdalnym nadzorem.

5.4.3.13. Systemowe monitorowanie i sterowanie pompowni głębinowych – A-17

Przeznaczenie: odwadnianie kopalń zlikwidowanych (i likwidowanych) z pompowni głębinowych – z tzw. szybów-studni – z zastosowaniem pomp zatapialnych, umożliwiające: • monitorowanie stanu pracy/postoju pompy oraz jej parametrów elektrycznych, • monitorowanie poziomu lustra wody, jej temperatury i przepływu, • zdalne sterowanie zasilaniem pomp, • zdalne sterowanie wydajnością pomp, • wizualizację i rejestrację danych w dyspozytorni.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Wprowadzenie systemów monitoringu i sterowania pomp głębinowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • wykorzystanie rozwiązań dotyczących sieci teletransmisyjnych.

5.4.3.14. Systemy cyfrowej teletransmisji cyfrowej z wykorzystaniem kabli miedzianych – T-1

Przeznaczenie Systemy teletransmisji cyfrowej są wprowadzane w celu zwiększenia przepusto-

wości sieci kablowej, opartej na kablach telekomunikacyjnych miedzianych, z torami symetrycznymi. Obecnie jest wykorzystywana głównie transmisja analogowa. Wyjąt-kami są systemy transmisji cyfrowej stosowane w urządzeniach metanometrii oraz częstotliwościowe systemy zwielokrotniania, stosowane w systemach transmisji dwu-

270

stanowej. Potrzeba coraz większego przesyłu informacji spowoduje konieczność wprowadzenia systemów, które, wykorzystując tory symetryczne w kablach miedzia-nych, zapewnią maksymalnie duży przesył, w celu monitorowania i sterowania ma-szynami i urządzeniami.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Zwiększenie przepustowości pojedynczej pary (toru transmisyjnego), od kilku-

dziesięciu kb/s do stosowanego w transmisji ogólnej pasma 2 Mb/s, przy zachowaniu iskrobezpieczeństwa toru transmisyjnego.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • zapewnienie transmisji szerokopasmowej, o zakładanej przepustowości, przy

zachowaniu „iskrobezpieczeństwa”.

5.4.3.15. Systemy teletransmisji światłowodowej – T-2

Przeznaczenie Uniwersalny system transmisyjny dla zastosowań przemysłowych, w tym górni-

czych. System składa się z urządzeń modułowych, integrujących, umieszczonych we wspólnej kasecie montażowej, z zastosowaniem różnorodnych typów interfejsów dostępowych i interfejsów transmisji światłowodowej hierarchii SDH i PDH. Multi-pleksery, połączone światłowodami, stanowią system transmisyjny różnego typu danych, w zależności od zastosowanych kart i urządzeń dostępowych. System daje ogromne możliwości dostępowe i transmisyjne, wyposażenie modułów w interfejsy wyspecjalizowane i standardowe, bezpieczeństwo i szybkość transmisji, dużą przepu-stowość (do 155 Mbit/s dla SDH), wysoką niezawodność, łatwą obsługę, konserwację i eksploatację.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Należy spodziewać się, że ewolucja będzie polegać przede wszystkim na zwiększe-

niu pasma transmisyjnego oraz na opracowaniu interfejsów dla potrzeb użytkownika.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie wymagań pozwalających na wprowadzenie systemów światłowodo-

wych do pracy w kopalniach węgla kamiennego, • opracowanie interfejsów pozwalających na współdziałanie maszyn i urządzeń sto-

sowanych w kopalniach z urządzeniami systemów światłowodowych, • opracowanie urządzeń łączności światłowodowej przystosowanych do pracy

w warunkach kopalnianych, spełniających wymagania obowiązujących przepisów.

5.4.3.16. Systemy teletransmisji radiowej – T-3

Przeznaczenie Stosowanie środków łączności ruchomej (mobilnej) ma na celu sprawne zarzą-

dzanie zakładem górniczym, jest niezbędne w przypadku urządzeń transportu dołowe-go (kolei podziemnej) oraz dla bezpiecznego prowadzenia ruchu maszyn i urządzeń wydobywczych, w tym urządzeń kompleksu wydobywczego. Niezmiernie ważne są

271

również kwestie związane z bezpieczeństwem załogi zatrudnionej w wyrobiskach oraz lokalizacją pracowników, w przypadku katastrof.

Scenariusz rozwoju technologii do 2020 roku Obecnie systemy transmisji radiowej są stosowane głównie w „łączności techno-

logicznej” na drogach transportu oraz w szybach. Kolejnym krokiem powinno być tworzenie sieci dla systemów alarmowania, łączności oraz bezpieczeństwa, a także rozbudowa łączności radiowej pod względem technologicznym. Wprowadzone zosta-ną sieci radiowe o większym paśmie transmisji, wyposażone w interfejsy o standar-dach spotykanych w „sieciach powierzchniowych” jak WLAN czy WIMAX.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • opracowanie wymagań pozwalających na wprowadzenie systemów radiowych do

pracy w kopalniach węgla kamiennego, • opracowanie interfejsów pozwalających na współdziałanie maszyn i urządzeń sto-

sowanych w kopalniach z urządzeniami systemów radiowych, • opracowanie urządzeń łączności radiowej, przystosowanych do pracy w warun-

kach kopalnianych, spełniających wymagania obowiązujących przepisów.

5 . 4 . 4 . S c e n a r i u s z e r o z w o j u t e c h n o l o g i i p r z e r ó b k i w ę g l a k a m i e n n e g o ( S c e n a r i u s z e … 2 0 0 7 d )

Przeprowadzona w rozdziale 5.3 analiza innowacyjności technologii z obszaru przeróbki węgla kamiennego wyłoniła dwie przyszłościowe technologie, które przed-stawiono poniżej.

5.4.4.1. Technologia przeróbki mechanicznej węgla kamiennego koksowego w pełnym zakresie uziarnienia – PMK-1/S

Wyróżniki systemu można scharakteryzować w następujący sposób: • odkamienianie urobku węgla surowego na dole kopalni, • przygotowanie nadawy 200–20(10) mm i 20(10)–0 mm, • 2-produktowe lub 3-produktowe wzbogacanie klasy 200–20(10) mm w cieczy

ciężkiej, • 2-produktowe lub 3-produktowe wzbogacanie klasy 20(10)–0,5 mm w ośrodku

wodnym, • obieg wodno-mułowy z flotowaniem mułu <0,5 mm i suszeniem flotokoncentratu, • produkcja miału <20(10) mm dla koksowania.

Ewolucja od stanu obecnego do 2020 roku Przewiduje się, do 2020 roku, zdecydowaną poprawę automatyzacji procesów

przeróbki oraz poprawę poziomu kontroli i monitoringu w poszczególnych sekcjach technologicznych, a także rozwój systemów dyspozytorskich sterowania i monitoro-wania pracy zakładu.

Rozwój technologii przeróbki węgla i zmiany warunków pracy w zakładach prze-róbczych do 2020 roku można przedstawić w następujący sposób:

272

W zakresie technologii przeróbczych: • lokalizacja stanowisk odkamieniania urobku na dole kopalni, • modernizacja stanowisk technologicznych – przechodzenie od sterowania ręczne-

go ze wspomaganiem układów stycznikowych oraz przekaźnikowych, do zdalnego sterowania za pomocą wyspecjalizowanych sterowników cyfrowych, za pośred-nictwem jednej sieci teletransmisji cyfrowej,

• pełna automatyzacja sekcji technologicznych, • kompleksowa automatyzacja procesów przeróbczych, • modernizacja sekcji technologicznych, metod i środków do poziomu techniczne-

go, uważanego obecnie za najwyższy w polskich i zagranicznych zakładach prze-róbki,

• modernizacja procesów technologicznych, maszyn i urządzeń pod kątem poprawy warunków i środowiska pracy (ograniczenie emisji hałasu, wibracji, pylenia itp.).

W zakresie środowiska i warunków pracy w zakładach przeróbki: • zmniejszenie poziomu hałasu na stanowiskach pracy, • eliminacja zagrożeń pyłowych i gazowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujących rozwój technologii: • poprawa i stabilizacja charakterystyki ilościowo-jakościowej urobku węglowego

kierowanego do zakładu przeróbczego, • opracowanie nowych metod, procesów i środków chemicznych służących intensy-

fikacji odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych, • opracowanie receptury doboru wody do procesów przeróbczych w aspekcie od-

wadniania węgli, flotacji mułów i minimalizacji zawartości chloru w produktach węglowych, matematyczne ujęcie jakości wody,

• opracowanie nowych środków chemicznych o własnościach hydrofobizujących i opracowanie składu chemicznego odczynników do głębokiej flotacji mułów w celu uzyskania koncentratów flotacyjnych o wysokiej koncentracji części stałych,

• opracowanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych osadzarek pulsacyjnych (takich jak urządzenia odbioru produktów, zawory powietrza roboczego) oraz opracowa-nie algorytmów sterowania czynnikami pracy, dotyczących zwłaszcza wielokrot-nego podrzutu wzbogacanego węgla,

• opracowanie programów likwidacji zagrożeń występujących w zakładach prze-róbki,

• opracowanie koncepcji nowoczesnego systemu monitorowania i automatycznej regulacji parametrów jakościowo-ilościowych cieczy zawiesinowej we wzboga-calnikach DISA w oparciu o pomiar zawartości błędnego obciążnika – wynikają-cego z konieczności przemysłowego wdrożenia kompleksowego systemu sterowania procesem produkcji węgla w węzłach technologicznych wzbogacalni-ków zawiesinowych; spodziewane efekty zastosowania systemu sterowania pracą wzbogacalnika DISA to: - polepszenie parametrów jakościowych wzbogaconego surowca,

273

- zmniejszenie kosztów produkcji przez oszczędności w zużyciu magnetytu, - zmniejszenie przestojów i awarii, - zmniejszenie zużycia obciążnika przez racjonalne dozowanie magnetytu, - bezobsługowa praca węzła technologicznego produkcji węgla.

5.4.4.2. Technologia przeróbki mechanicznej węgla kamiennego energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia – PME 3/S

Wyróżniki systemu można scharakteryzować w następujący sposób: • odkamienianie urobku węgla surowego na dole kopalni, • przygotowanie nadawy 200–20(10) mm i 20(10)–0 mm, • 2-produktowe lub 3-produktowe wzbogacanie klasy 200–20(10) mm w cieczy

ciężkiej, • 2-produktowe lub 3-produktowe wzbogacanie klasy 20(10)–0,5 mm w ośrodku

wodnym, • obieg wodno-mułowy z flotowaniem mułu <0,5 mm, • produkcja miału <20(10) mm dla energetyki.

Ewolucja od stanu obecnego do 2020 roku Przewiduje się, że do 2020 roku wszystkie zakłady przeróbki będą wzbogacały

węgiel energetyczny w pełnym zakresie, przy czym do 2012 roku będą to 24 zakłady. Oczekiwany rozwój technologii przeróbki węgla i zmiany warunków pracy w za-

kładach przeróbczych do 2020 roku można przedstawić następująco:

W zakresie technologii przeróbczych: • modernizacja zakładów przeróbki pracujących w technologii PME2 (16 zakładów)

do poziomu zakładów pracujących w technologii PME3, • modernizacja zakładów przeróbki pracujących w technologii PME1 (11 zakładów)

do poziomu zakładów pracujących w technologii PME3, • lokalizacja stanowisk odkamieniania urobku na dole kopalni (przewidywane w 20

zakładach), • pełna automatyzacja sekcji technologicznych, • automatyzacja kompletnych procesów przeróbczych, • modernizacja sekcji technologicznych, metod i środków do poziomu techniczne-

go, uważanego obecnie za najwyższy w polskich i zagranicznych zakładach prze-róbki,

• modernizacja procesów technologicznych, maszyn i urządzeń pod kątem poprawy warunków i środowiska pracy (ograniczenie emisji hałasu, wibracji, pylenia itp.).

W zakresie środowiska i warunków pracy w zakładach przeróbki: • zmniejszenie poziomu hałasu na stanowiskach pracy, • eliminacja zagrożeń pyłowych i gazowych.

Kierunki prac badawczo-rozwojowych gwarantujące rozwój technologii: • wykonanie analiz techniczno-ekonomicznych technologii wzbogacania węgla

w pełnym zakresie uziarnienia, kosztów eksploatacji i nakładów inwestycyjnych,

274

• wykonanie opracowań poprawy i stabilizacji charakterystyki ilościowo-jakościowej urobku węglowego kierowanego do zakładu przeróbczego,

• opracowanie poszerzonych kryteriów oceny własności przeróbczych urobku suro-wego jako podstawy do ustalenia optymalnego schematu badań technologicznych, ze względu na minimalizację szkodliwych zanieczyszczeń w paliwie kierowanym do energetyki,

• opracowanie nowych metod, procesów i środków chemicznych, służących inten-syfikacji odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych,

• opracowanie receptury doboru wody do procesów przeróbczych w aspekcie od-wadniania węgli, flotacji mułów i minimalizacji zawartości chloru w produktach węglowych, matematyczne ujęcie jakości wody,

• opracowanie nowych środków chemicznych o własnościach hydrofobizujących i opracowanie składu chemicznego odczynników dla głębokiej flotacji mułów w ce-lu uzyskania koncentratów flotacyjnych o wysokiej koncentracji części stałych,

• opracowanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych osadzarek pulsacyjnych (takich jak urządzenia odbioru produktów, zawory powietrza roboczego) oraz opracowa-nie algorytmów sterowania czynnikami pracy, dotyczących zwłaszcza wielokrot-nego podrzutu wzbogacanego węgla,

• opracowanie programów likwidacji zagrożeń występujących w zakładach prze-róbki,

• opracowanie koncepcji nowoczesnego systemu monitorowania i automatycznej regulacji parametrów jakościowo-ilościowych cieczy zawiesinowej we wzboga-calnikach DISA w oparciu o pomiar zawartości błędnego obciążnika – w aspekcie konieczności przemysłowego wdrożenia kompleksowego systemu sterowania pro-cesem produkcji węgla w węzłach technologicznych wzbogacalników zawiesino-wych; spodziewane efekty zastosowania systemu sterowania pracą wzbogacalnika DISA: - polepszenie parametrów jakościowych wzbogacanego surowca, - zmniejszenie kosztów produkcji przez oszczędności w zużyciu magnetytu, - zmniejszenie przestojów i awarii, - zmniejszenie zużycia obciążnika przez racjonalne dozowanie magnetytu, - bezobsługowa praca węzła technologicznego produkcji węgla.

275

Załącznik 5.4.1

KARTA SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGOTECHNOLOGIE GÓRNICZE – TECHNOLOGIE PODSTAWOWE

TECHNOLOGIE UDOSTĘPNIAJĄCE – UDOSTĘPNIANIE SZYBAMI

SYMBOL PUW1/S

1. WYRÓŻNIKI TECHNOLOGII 1. Możliwość dotarcia najkrótszą drogą do położonego najniżej punktu dostępu do złoża.2. Najmniejsze straty złoża w filarach ochronnych. 3. Ograniczona przepustowość. 4. Wysokie koszty wykonywania i utrzymywania. 5. Kłopotliwe ciągnienie elementów wielkogabarytowych. 6. Ograniczona głębokość z uwagi na możliwości ciągnienia.

2. SZKIC TECHNOLOGII

Sposób udostępniania złoża pokładowego szybami pionowymi

3. OPIS TECHNOLOGII Charakterystyka stanu obecnego: Polskie złoża węgla kamiennego są udostępniane prawie wyłącznie szybami pionowymi. Większość z nich została wykonana ponad 20 lat temu, są wykorzystywane także szyby ponad pięćdziesięcioletnie. Z uwagi na czas wykorzystywania i agresywne środowisko, większość szybów wymaga wzmocnienia obudowy i wymiany uzbrojenia. Modernizacje starych szybów są trudne i kosztowne, często nieopłacalne. Nowe szyby zabezpiecza się przeważnie obudową betonową lub stalowo betonową. Drążenie szybów coraz częściej odbywa się w sposób w pełni zmechanizowany metodami wiertniczymi. W kopalniach węglowych Australii, USA, RPA ten sposób udostępnienia jest rzadko stosowany. Szyby pionowe w wymienionych regionach są wykorzystywane przeważnie jako wentylacyjne. Mechanizmy wyciągowe szybów wymagają w naszych warunkach klimatycznych specjalnego kosztownego budownictwa powierzchniowego. Nowoczesne rozwiązania ciągnienia wykorzystują głównie urządzenia skipowe o dużych pojemnościach. Do transportu załogi są konieczne jednak przedziały szybów wyposażone w klatki.

4. SCENARIUSZ ROZWOJU TECHNOLOGII DO 2020 ROKU Ewolucja od stanu obecnego do docelowego będzie polegała głównie na unowocześnianiu sposobów drążenia, modernizacji obudowy, wykorzystywaniu w większym stopniu własności nośnych górotworu po odpowiednim wzmocnieniu. Można przewidywać dalszą modernizację urządzeń wyciągowych, polegającą głównie na zwiększeniu płynności ciągnienia urobku, automatyzacji procesu ciągnienia.

276

Czynniki krytyczne warunkujące rozwój technologii: W naszych warunkach to ograniczone możliwości budowy nowych kopalń. W istniejących kopalniach należy przewidywać głównie pogłębianie szybów i ich ewentualną modernizację. ○ Zasoby węgla kamiennego znajdują się głównie w użytkowanych obszarach górniczych, poniżej aktualnie prowadzonej

eksploatacji. W związku z tym należy przewidywać, że budowa nowych szybów, w celu udostępnienia tych zasobów, będzie stosowana wyjątkowo.

○ Warunki górniczo-geologiczne, w szczególności wielopokładowe złoża węglowe, występujące w naszych warunkach oraz zaszłości eksploatacyjne utrudniają stosowanie bardziej racjonalnych sposobów udostępniania pochylniami.

○ Zagrożenia przewidywane w dalszym okresie stosowania technologii są związane głównie z pogłębianiem istniejących szybów i ich modernizacją. Można spodziewać się również utrudnień wywołanych warunkami klimatycznymi, panujący-mi w głębokich kopalniach.

○ Koszty wykonywania nowych szybów wraz z całą strukturą udostępniania czynią często nieopłacalnym udostępnianie nowych zasobów węgla kamiennego.

Odniesienie do kryteriów ogólnych i szczegółowych:

○ Bezpieczeństwo drążenia szybów metodami wiertniczymi powinno zostać zapewnione. Należy doskonalić w dalszym ciągu rozwiązania sposobów ciągnienia i automatyzacji tego procesu. Szczególnej uwagi będzie wymagać rozwiązanie bezpiecznych sposobów załadunku materiałów do urządzeń ciągnienia i jazda ludzi.

○ Ochrona środowiska w przypadku udostępniania złóż szybami pionowymi jest zapewniona w większym stopniu, jak w przypadku udostępniania pochylniami czy szybami pochyłymi. Najmniejsze są wówczas straty złoża pozostawione w filarach, stosunkowo niewielki jest obszar powierzchni zagrożony istnieniem szybu.

○ Efektywność takiego sposobu udostępniania jest ograniczona kosztami wykonywania szybu wraz z całą infrastrukturą wyrobisk towarzyszących i wyposażeniem oraz kosztami jego utrzymywania.

Parametry technologiczne charakteryzujące rozwój:

○ Postępy uzyskiwane przy drążeniu. Przepustowość ciągnienia urobku i przepływu powietrza. Koszty drążenia i utrzy-mywania.

○ Poprawa bezpieczeństwa użytkowania wyrobisk, także w warunkach powiększonych zagrożeń naturalnych.

5. KIERUNKI PRAC BADAWCZO-ROZWOJOWYCH GWARANTUJĄCE ROZWÓJ Opracowanie nowych metod drążenia i systemów obudowy. Opracowanie nowych bardziej wydajnych metod transportu urobku.

277

Załącznik 5.4.2

KARTA SCENARIUSZY ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO

TECHNOLOGIE GÓRNICZE – TECHNOLOGIE PODSTAWOWE TECHNOLOGIE UDOSTĘPNIAJĄCE – UDOSTĘPNIANIE UPADOWYMI

SYMBOL PUW5/S

1. WYRÓŻNIKI TECHNOLOGII 1. Możliwość zapewnienia żądanej przepustowości odstawy i transportu.2. Proste wykonawstwo i możliwość stosowania typowych obudów górniczych. 3. Łatwe przywracanie funkcjonalności i proste modernizacje. 4. Łatwy sposób likwidacji upadowej.

2. SZKIC

Sposób udostępnienia upadową

3. OPIS TECHNOLOGII Charakterystyka stanu obecnego: W polskich warunkach rozwiązanie stosowane sporadycznie, z uwagi na wielopokładowe złoża, zaszłości eksploatacyjne i duże głębokości prowadzenia eksploatacji. Najbardziej znana jest upadowa „Janeczka” w ZG „Janina”. W nowoczesnych kopalniach węglowych na świecie, prowadzących eksploatację do 600 m, stosowane rozwiązanie udostępniania i transportu urobku na powierzchnię, polega na upadowych. W upadowej jest prowadzona równocześnie odstawa urobku taśmociągami i transport materiałów oraz załogi kolejkami podwieszanymi lub po torach. Świeże powietrze jest sprowadzane do kopalni upadowymi w sposób wymuszony, podobnie jak w szybach. Łatwiejsze, niż w szybach, jest w upadowych podwieszanie rurociągów, kabli i innego oprzyrządowania. Łatwiejsze ujmowanie dopływów wody i sprowadzanie jej na poziom komór wodnych. Prosty montaż ewentualnych urządzeń klimatyzacyjnych. Możliwość łamania przebiegu upadowej z uwagi na własności skał i dla zmniejszenia nachylenia. Wykonawstwo upadowych jest prowadzone według tej samej technologii, jak typowych pochylni kamiennych, możliwość stosowania typowych obudów łukowych w powiązaniu z dodatkowym wzmocnieniem obudowy i górotworu.

278

4. SCENARIUSZ ROZWOJU TECHNOLOGII DO 2020 ROKU Ewolucja od stanu obecnego do docelowego jest możliwa tylko w nowo udostępnianych polach pokładów o ograniczonej głębokości zalegania. Można wykorzystać to rozwiązanie udostępniania zasobów zamiast pogłębiania starych szybów. Upadowe byłyby drążone wówczas do złoża z przecznic lub przekopów poziomu najniżej wykonanego w istniejącej kopalni. Prace takie wiele kopalń jest w stanie wykonywać we własnym zakresie bez wysoko wyspecjalizowanych firm. Czynniki krytyczne warunkujące rozwój technologii: Czynniki krytyczne warunkujące rozwój technologii to głównie zaszłości eksploatacyjne, wyżej wybrane pokłady i brak dokładnych planów prowadzenia tej eksploatacji. Należałoby również opracować nową definicję eksploatacji podpoziomowej i zmienić odnośne przepisy górnicze.

○ Warunki górniczo-geologiczne limitują możliwości wykorzystania tego sposobu udostępniania, szczególnie własności me-chaniczne skał, które wyrobisko ma przecinać.

○ Zagrożenia zarówno w trakcie wykonywania upadowej, jak i jej utrzymywania, to głównie dopływy wody z warstw wodo-nośnych, zaciskanie wyrobiska, niszczenie obudowy.

Odniesienie do kryteriów ogólnych i szczegółowych:

○ Bezpieczeństwo wykonywania upadowych, jak i ich użytkowania, jest znacznie większe niż podczas wykorzystywania szybów górniczych.

○ Ochrona środowiska porównywalna z wykorzystaniem szybów, mogą być większe straty złożowe pozostawiane w filarach ochronnych.

○ Efektywność transportu urobku przenośnikami taśmowymi, stosowanymi w upadowych, znacznie wzrasta w porównaniu z efektywnością ciągnienia stosowanego w szybach.

○ Koszty udostępnienia złoża za pomocą upadowych są, według doświadczeń kopalń stosujących to rozwiązanie, znacznie mniejsze niż koszty udostępniania szybami.

Parametry technologiczne charakteryzujące rozwój:

○ Rozwój proponowanego sposobu udostępniania będzie zależeć od dopracowania technologii drążenia upadowych, prze-chodzenia warstw zawodnionych i stref starych zrobów. Opracowanie nowych rozwiązań obudowy zapewniających sta-teczność wyrobiska w całym długim okresie użytkowania.

○ Poprawa bezpieczeństwa użytkowania upadowych udostępniających będzie zależeć od rozwiązania metod ciągłego monitoringu obudowy i stateczności wyrobiska oraz monitoringu pracujących urządzeń odstawy i transportu.

5. KIERUNKI PRAC BADAWCZO-ROZWOJOWYCH GWARANTUJĄCE ROZWÓJ TECHNOLOGII

Rozwój technologii wymaga analiz możliwości wykorzystania sposobu udostępniania złóż węgla wybieranych aktualnie podpoziomowo. Badania dotyczące bezpiecznego sprowadzania świeżego powietrza wyrobiskami pochyłymi na udostępniany w ten sposób poziom w aspekcie występujących zagrożeń naturalnych, głównie zagrożenia pożarowego i gazowego.

279

Załącznik 5.4.3

280

Ewolucja od stanu obecnego technologii wzbogacania węgla do 2020 roku Polskie zakłady przeróbki mechanicznej charakteryzuje zróżnicowany poziom rozwoju technologicznego. Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie jest prowadzone w ośmiu, na trzydzieści pięć zakładów przeróbki. Przewiduje się, że do 2020 roku wszystkie zakłady przeróbki będą wzbogacały węgiel energetyczny w pełnym zakresie, przy czym do 2012 roku będą to 24 zakłady. Oczekiwany rozwój w technologiach przeróbki węgla i zmiany warunków pracy w zakładach przeróbczych do 2020 roku można przedstawić w następujący sposób:

A. W ZAKRESIE TECHNOLOGII PRZERÓBCZYCH: 1. Modernizacja zakładów przeróbki pracujących w technologii PME2 (16 zakładów) do poziomu zakładów pracujących

w technologii PME3. 2. Modernizacja zakładów przeróbki pracujących w technologii PME1 (11 zakładów) do poziomu zakładów pracujących

w technologii PME3. 3. Lokalizacja stanowisk odkamieniania urobku na dole kopalni (przewidywane w 20 zakładach). 4. Pełna automatyzacja sekcji technologicznych. 5. Automatyzacja kompletnych procesów przeróbczych. 6. Modernizacja sekcji technologicznych, metod i środków do poziomu technicznego, uważanego obecnie za najwyższy

w polskich i zagranicznych zakładach przeróbki. 7. Modernizacja procesów technologicznych, maszyn i urządzeń pod kątem poprawy warunków i środowiska pracy

(ograniczenie emisji hałasu, wibracji, pylenia itp.). B. W ZAKRESIE ŚRODOWISKA I WARUNKÓW PRACY W ZAKŁADACH PRZERÓBKI:

1. Zmniejszenie poziomu hałasu na stanowiskach pracy. 2. Eliminacja zagrożeń pyłowych i gazowych.

W skali czasu oczekiwane zmiany w zakresie technologii przeróbki węgla i warunków pracy należy przedstawić w postaci harmonogramu, jak pokazano poniżej.

Harmonogram rozwoju technologii przeróbki węgla i zmian warunków pracy w zakładach przeróbki

Zadania Lata

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 A.1 A.2 A.3 A.4 A.5 A.6 A.7 B.1 B.2

281

6. WARIANTY ROZWOJU BRANŻY WĘGLA KAMIENNEGO

6.1. Wprowadzenie

Określenie podstawowych celów i priorytetów górnictwa węgla kamiennego, ocena wytypowanych innowacyjnych technologii i scenariuszy technologicznych stosowanych w górnictwie oraz ocena priorytetów badawczych występujących w tej gałęzi przemysłu, pozwoliły na dokonanie wyboru wariantów i kierunków rozwoju branży węgla kamiennego, zapewniających jej rozwój w następnych latach. Zagadnie-nie to przeanalizowano, opierając się na pracach ekspertów i badaniach ankietowych przeprowadzonych metodą Delphi. Wykonano dwa etapy badań ankietowych, dobie-rając respondentów z przemysłu, górniczych uczelni technicznych, jednostek badaw-czo-rozwojowych i innych instytucji, których profil zawodowy jest związany z górnictwem. W ramach prowadzonego w projekcie zadania pt.: „Weryfikacja scena-riuszy rozwoju technologii wydobycia i przeróbki węgla kamiennego”, eksperci z jed-nostek naukowo-badawczych, w oparciu o wyniki ankietyzacji, dokonali szczegółowej analizy możliwości rozwoju technologicznego branży węgla kamiennego w czterech analizowanych obszarach technologicznych, uwzględniając w tym również technolo-gie pomocnicze, związane z bezpieczeństwem pracy wobec zagrożeń górniczych oraz ochroną środowiska.

W wyniku analizy licznych ekspertyz i oceny dwóch etapów badań ankietowych dokonano podziału wybranych scenariuszy rozwoju technologicznego na: optymi-styczne, zrównoważone i pesymistyczne. Jako kryterium tego podziału przyjęto czas ich stosowania lub wdrożenia do przemysłu oraz specyficzne cechy wpływające na ich rozwój i stosowanie w praktyce.

Za scenariusz pesymistyczny uznano taki model rozwoju, który zdaniem ocenia-jącego jest niemożliwy do realizacji w ocenianym okresie, tj. do 2020 roku.

Za scenariusz zrównoważony uznano taki model rozwoju, który zdaniem ocenia-jącego będzie możliwy do realizacji w ocenianym okresie, tj. do 2020 roku.

Za scenariusz optymistyczny uznano taki model rozwoju, który zdaniem ocenia-jącego jest już stosowany lub zostanie wdrożony do 2015 roku.

Dokonując podziału scenariuszy technologii na optymistyczny, zrównoważony i pesymistyczny, eksperci i ankietowani uwzględnili również stosowalność, rozwój i modernizację technologii w ostatnich latach, ich innowacyjność i niezawodność, a także występujące w kopalniach warunki górniczo-geologiczne, zagrożenia górnicze oraz względy ekonomiczne. Powyższy podział scenariuszy rozwoju technologii górni-czych umożliwia właściwy dobór sposobu prowadzenia robót przygotowawczych i wybierkowych, zastosowanie nowych innowacyjnych technologii mechanizacyjnych, dobór nowoczesnych systemów automatyzacji, informatyzacji i monitoringu w robo-tach górniczych oraz w przeróbce mechanicznej węgla.

Ważnym wynikiem przeprowadzonej oceny wariantów rozwoju scenariuszy tech-nologicznych branży górnictwa węgla kamiennego było opracowanie „Grafiku rozwo-ju technologii innowacyjnych w górnictwie węgla kamiennego do 2020 roku”, przedstawionego w załączniku 1. Pozwala on na dobieranie innowacyjnych technolo-

282

gii eksploatacji i mechanizacji do parametrów geologiczno-górniczych pokładów wę-gla, z uwzględnieniem systemów dyspozytorskich, profilaktyki wobec zagrożeń gór-niczych, informatyzacji i automatyzacji procesów górniczych oraz nowoczesnych rozwiązań przeróbki mechanicznej węgli energetycznych i koksowych.

6.2. Ankietyzacja

W ramach projektu celowego typu foresight, przeprowadzono dwa etapy ankiety-zacji, z zastosowaniem metody Delphi. Metoda ta powstała w latach 50. XX wieku w Rand Corporation w Santa Monika w Kalifornii i jest opisana jako ściśle zrestruktu-ryzowany proces komunikacji grupowej na tematy, co do których dostępna wiedza jest niekompletna, a opinie o nich są wydawane przez ekspertów (Häder, Häder 1995).

Materiał ankietowy, opracowany w trakcie tworzenia scenariuszy rozwoju tech-nologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego, tworzyły zbiory pytań podzielone na trzy części: I. Określenie podstawowych priorytetów górnictwa węgla kamiennego. II. Ocena wytypowanych innowacyjnych technologii stosowanych w górnictwie wę-

gla kamiennego. III. Ocena priorytetów badawczych w górnictwie węgla kamiennego.

W pierwszym etapie ankietyzacji opracowano dwie ankiety: skróconą, obejmują-cą pytania związane tylko z procesami technologicznymi, mającymi wpływ na okre-ślenie celów priorytetowych w górnictwie i rozszerzoną, uwzględniającą pytania dotyczące obszarów ekonomicznych i społecznych.

W pierwszej turze ankietyzacji, przeprowadzonej w listopadzie 2007 roku, na ankietę skróconą (technologiczną) odpowiedziało 220 respondentów, na ankietę roz-szerzoną 39 respondentów, w sumie 259 osób. W drugiej turze ankietyzacji, przepro-wadzonej w grudniu 2007 roku, przeprowadzono tylko ankietę skróconą, na którą odpowiedziały 163 osoby.

W ankietyzacji wzięli udział respondenci z jednostek naukowych, badawczo- -rozwojowych oraz z przemysłu. Badaniami objęto pracowników Głównego Instytutu Górnictwa, Politechniki Śląskiej, Akademii Górniczo-Hutniczej, Centrum Mechaniza-cji Górnictwa KOMAG, Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa EMAG, Politechniki Wrocławskiej, Kompanii Węglowej SA, Katowickiego Holdingu Wę-glowego SA, Jastrzębskiej Spółki Węglowej SA, Wyższego Urzędu Górniczego, Okręgowych Urzędów Górniczych, Centralnej i Okręgowych Stacji Ratownictwa Górniczego i innych jednostek związanych z branżą górniczą.

W pierwszej turze ankietyzacji, na łączną liczbę 259 respondentów, 122 (47,1%) było z przemysłu i 137 (52,9) z jednostek naukowych i badawczo-rozwojowych. W drugiej turze na 163 respondentów, przemysł był reprezentowany przez 65 ankie-towanych (40%), a jednostki naukowo-badawcze przez 98 osób (60%).

Kwestionariusze rozesłane respondentom w drugiej turze ankietyzacji były iden-tyczne, jak w pierwszej. Zawierały one również wyniki ankiety etapu I, ponieważ wymagała tego procedura metody Delphi. Zabieg ten mógł skłonić eksperta do przyję-

283

cia pozycji większości. Dzięki temu, można było wyeliminować odpowiedzi ekstre-malne. Przywilejem eksperta było jednak trwanie przy swojej pierwszej odpowiedzi. Mógł on również w odpowiedniej rubryce uzasadnić swoją decyzję.

W I części ankiety znalazły się pytania dotyczące: • oceny hierarchii celów strategicznych krajowego sektora węgla kamiennego

(w ankiecie rozszerzonej postawiono pytania dotyczące szans i zagrożeń w reali-zacji powyższych celów) i możliwości ich realizacji,

• oceny hierarchii celów cząstkowych krajowego sektora węgla kamiennego (w ankiecie skróconej były to cele technologiczne, w ankiecie rozszerzonej – cele ekonomiczne, technologiczne i społeczne) i możliwości ich realizacji,

• oceny hierarchii celów szczegółowych i możliwości ich realizacji w czterech obszarach technologicznych: - technologie podziemnej eksploatacji złóż, - mechanizacja procesów eksploatacji, - systemy automatyki, informatyki i zasilania, - technologie przeróbki węgla.

W II części ankiety dokonano oceny wytypowanych technologii stosowanych w górnictwie węgla kamiennego. Pytania dotyczyły ustalenia istotności kryteriów w odniesieniu do wytypowanych innowacyjnych technologii. Jako kryteria oceny przyjęto: 1) bezpieczeństwo, 2) niezawodność, 3) skuteczność (zdolność do spełniania swoich zadań, organizacja pracy i produkcji,

wpływ na profilaktykę zagrożeń), 4) wydajność, 5) wpływ na środowisko, 6) energochłonność i materiałochłonność, 7) dostępność technologii, 8) stopień informatyzacji i automatyzacji, 9) uniwersalność (techniczna, funkcjonalna, informatyczna).

Przyjęte istotności powyższych kryteriów posłużyły do oceny innowacyjnych technologii podziemnej eksploatacji złóż, mechanizacji, systemów automatyki, infor-matyki i zasilania oraz przeróbki mechanicznej węgla kamiennego, ze względu na stopień ich spełnienia.

W ankiecie rozszerzonej oceny stopnia spełnienia wytypowanych innowacyjnych technologii w czterech obszarach działalności górniczej, dokonano w oparciu o kryte-ria ekonomiczne i społeczne. Jako kryteria ekonomiczne przyjęto:

1) efektywność ekonomiczną, 2) koszty produkcji, 3) wykwalifikowaną kadrę, 4) nakłady inwestycyjne,

Jako kryteria społeczne przyjęto: 1) zdrowie i bezpieczeństwo, 2) poziom wymaganych kwalifika-

cji, 3) nowe miejsca pracy,

284

5) możliwość pozyskania kapitału, 6) ryzyko poniesienia strat, 7) tworzenie wartości dodanej.

4) rozwój infrastruktury, 5) akceptację społeczną.

W ankiecie respondenci byli również pytani o przedziały czasu, w których mogą być w pełni wdrożone wyłonione technologie innowacyjne. Przyjęto następujący podział: • do 2015 roku, • od 2015 do 2020 roku, • po 2020 roku.

Na podstawie tych okresów wdrożenia dokonano podziału technologii i scenariu-szy ich rozwoju na optymistyczne, zrównoważone i pesymistyczne.

W III części ankiety badano kierunki badawcze, umożliwiające rozwój technolo-gii innowacyjnych. Ustalono hierarchię prac badawczych i realizacji celów strategicz-nych i cząstkowych górnictwa. Na koniec, sprecyzowano obszary instytucjonalne, w których powinny koncentrować się działania państwa, umożliwiające rozwój wyty-powanych technologii oraz osiągnięcie celów strategicznych i cząstkowych górnictwa, dokonano również ich hierarchizacji.

6.3. Wyniki ankietyzacji

Przeprowadzono dwa etapy ankietyzacji w czterech obszarach technologicznych procesu wydobywczego i przeróbki, które dały identyczne wyniki odnośnie do pozycji w rankingu celów strategicznych, cząstkowych i szczegółowych krajowego sektora węgla kamiennego, innowacyjnych technologii i priorytetów badawczych, umożliwia-jących rozwój technologii innowacyjnych.

Drugą turę ankietyzacji przeprowadzono wśród tych samych respondentów, którzy brali udział w turze pierwszej. Badani zapoznali się z wynikami tury poprzed-niej. Tura ta wzmocniła pozycje rozpatrywanych opcji technologicznych w przyjętej hierarchii, zbudowanej zgodnie zasadami metody Delphi.

Wyniki drugiego etapu ankietyzacji przedstawiono w formie tabelarycznej i gra-ficznej, przyjmując ustaloną przez respondentów hierarchię celów branży górniczej, technologii innowacyjnych i kierunków prac badawczo-rozwojowych. Podano rów-nież najważniejsze wyniki ankiety rozszerzonej, uwzględniającej aspekty ekonomicz-ne i społeczne rozwoju branży górniczej.

6 . 3 . 1 . C e l e s t r a t e g i c z n e , c z ą s t k o w e i s z c z e g ó ł o w e p o l s k i e g o s e k t o r a w ę g l a k a m i e n n e g o

Ocenę ważności celów strategicznych i cząstkowych technologicznych dla pol-skiego sektora węgla kamiennego oraz celów szczegółowych dla czterech obszarów technologicznych (podziemnej eksploatacji złóż, mechanizacji procesów eksploatacji, automatyki, informatyki i zasilania, przeróbki węgla) oraz możliwości ich realizacji, przedstawiono w tabelach 6.1–6.6 i na rysunkach 6.1–6.6. Kolejność wyżej wymie-

285

nionych celów ustalono według ich ważności. Przyjęto trzy stopnie oceny ważności i możliwości realizacji tych celów: niską o wartości 1, średnią o wartości 2 i wysoką o wartości 3. Ocenę ważności celów przeprowadzono na podstawie wartości średniej arytmetycznej ocen podanych przez respondentów.

W formularzu ankietowym znajdowało się również pytanie dotyczące możliwości realizacji celów strategicznych cząstkowych i szczegółowych. Odpowiadając na to pytanie, respondenci wstawiali znak „x” w odpowiedniej rubryce z odpowiedzią: • nikła szansa realizacji, • średnia szansa realizacji, • wysoka szansa realizacji.

Możliwość realizacji tych celów określono w oparciu o udziały procentowe liczby respondentów, przyznających danemu celowi którąś z wymienionych szans.

W tabeli 6.1 przedstawiono cele strategiczne usystematyzowane według rangi oraz szanse ich realizacji i zagrożenia, które mogą zakłócić lub opóźnić osiągnięcie zamierzonych celów. Tabela ta stanowi kompendium wiedzy na temat szans i zagro-żeń rozwoju górnictwa węgla kamiennego w Polsce.

Największą szansę realizacji wśród celów strategicznych rozwoju branży węgla kamiennego mają: wzrost zapotrzebowania na energię, wzrost cen ropy i gazu, niskie koszty wytwarzania energii z węgla, wzrost poziomu technologicznego kraju. Do naj-ważniejszych zagrożeń dla rozwoju branży należą: pogarszające się warunki górniczo- -geologiczne w kopalniach, wysokie nakłady inwestycyjne, brak dostępu do kapitału, ograniczenia nakładów na badania naukowe, rosnące wymogi ekologiczne. Za naj-ważniejszy cel strategiczny polskiego sektora węgla kamiennego respondenci uznali zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju przez zaspokojenie krajowego zapotrzebowania na węgiel kamienny. Cel ten uzyskał również wysoką szansę realiza-cji. Poszczególne cele strategiczne górnictwa, według ważności dla polskiej gospo-darki, przedstawiono na rysunku 6.1. Szanse realizacji oznaczono różnymi kolorami (zielonym – wysoką szansę realizacji, niebieskim – średnią, czerwonym – nikłą). Jak wynika z rysunku 6.1, jedynie najwyżej postawiony cel strategiczny: zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju przez zaspokojenie krajowego zapotrzebowania na węgiel kamienny, ma wysoką szansę realizacji, pozostałe cele otrzymały u respon-dentów ocenę średniej szansy realizacji.

Hierarchizację celów cząstkowych technologicznych, ekonomicznych, społecz-nych i możliwości ich realizacji przedstawiono w tabeli 6.1. Respondenci przyznali wysoką rangę takim celom technologicznym, jak: redukcja wpływu górniczych zagro-żeń naturalnych, wprowadzenie wysoko wydajnych technologii i ochrona środowiska. Spośród celów ekonomicznych, najwyżej oceniono osiągnięcie efektywności ekono-micznej i utrzymanie kosztów produkcji węgla w kopalniach, na poziomie konkuren-cyjnym w stosunku do cen węgla. Najwyżej ocenionymi celami społecznymi były: zapewnienie atrakcyjności pracy i płacy górników oraz rozwój szkolnictwa zawodo-wego. Rozwój szkolnictwa zawodowego przygotowującego nowe kadry pracowników dla przemysłu wydobywczego, uzyskał wśród ekspertów wysoką szansę rozwoju. Świadczy to o niezbędnej potrzebie szkolenia nowych pracowników dla górnictwa. Hierarchię cząstkowych celów technologicznych krajowego sektora węgla kamienne-go przedstawiono również na rysunku 6.2.

286

Tabela 6.1. Hierarchizacja celów strategicznych krajowego sektora węgla kamiennego i możliwości ich realizacji

Ran

ga

Cele strategiczne

Ocena ważności celów strate-

gicznych

Ocena możliwości realizacji celów strate-

gicznych, % średnia ocena

odpowiedzi (niska = 1, średnia = 2, wysoka = 3)

niska średnia wysoka

1

Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju przez zaspokojenie krajowego zapotrzebowania na węgiel kamienny

2,93 1,2 27,3 71

Szanse realizacji:1. Wzrost cen ropy naftowej i gazu ziemnego 2. Wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną 3. Niższe koszty wytwarzania energii i ciepła z węgla 4. Stabilność produkcji, gwarantująca pełną realizację zaplanowanych dostaw

węgla do odbiorcy 5. Możliwość poprawy sprawności wytwarzania energii z paliw węglowych 6. Dostępność i powszechność występowania zasobów 7. Poprawa efektywności przez obniżenie kosztów produkcji węgla 8. Wdrożenie wytwarzania energii z wykorzystaniem technologii czystego węgla

Zagrożenia:1. Pogarszające się warunki górniczo-geologiczne 2. Wysokie nakłady finansowe konieczne do realizacji inwe-

stycji 3. Polityka państwa w stosunku do sektora górnictwa węgla

kamiennego 4. Rosnące wymagania ekologiczne 5. Presja UE na ograniczenie produkcji węgla kamiennego 6. Wzrost kosztów produkcji węgla 7. Konkurencyjność innych nośników energii

2

Wykorzystanie nowoczesnych technologii w sektorze górnictwa węgla kamiennego w celu utrzymania konkurencyjności, poprawy bezpieczeństwa pracy i zmniejszenia oddziaływania na środowisko

2,81 3,8 78,1 18,1

Szanse realizacji:1. Wzrost mechanizacji górnictwa 2. Posiadanie zaplecza naukowego i produkcyjnego w zakresie maszyn

i urządzeń do eksploatacji 3. Automatyzacja produkcji z wykorzystaniem techniki komputerowej

w celu bezpiecznego sterowania złożonymi procesami technologicznymi 4. Wystarczające i stabilne źródła finansowania 5. Rozwój badań naukowych w obszarze przemysłu wydobywczego 6. Zwiększenie efektywności zarządzania 7. Ciągłe upraszczanie modelu kopalni 8. Opracowanie techniczno-organizacyjnych rozwiązań minimalizujących

poziom zagrożeń technicznych i związanej z nimi wypadkowości 9. Rozwiązania obniżające zużycie materiałów, energii, pracochłonności 10. Wzrost poziomu technologicznego kraju 11. Wprowadzenie wysokich standardów w zakresie bezpieczeństwa

i higieny pracy

Zagrożenia:1. Ograniczenia inwestycyjne w górnictwie węgla kamienne-

go 2. Brak dostępu do kapitału 3. Brak zainteresowania decydentów rozwojem przemysłu 4. Ograniczenia nakładów na badania naukowe związane

z przemysłem wydobywczym 5. Słaby stopień wykorzystania istniejącej infrastruktury

badawczej 6. Długi okres komercjalizacji rozwiązań innowacyjnych 7. Brak odpowiednio wyszkolonej kadry

287

3

Racjonalne i efektywne gospodarowanie złożami węgla kamiennego

2,75 13,8 69,4 16,9

Szanse realizacji:1. Dostępność i wielkość zasobów zapewniająca długą wystarczalność 2. Realna możliwość zagospodarowania zasobów perspektywicznych 3. Rozwój nowych technik wybierania 4. Pełne zagospodarowanie bazy zasobowej przez zagospodarowanie

cienkich pokładów i resztkowych partii 5. Rozwój niekonwencjonalnych technologii eksploatacji pokładów węgla

Zagrożenia: 1. Eksploatacja w warunkach coraz większych zagrożeń natural-

nych 2. Ograniczenie nakładów na roboty udostępniające (szyby,

poziomy) 3. Problem efektywnego wykorzystania zasobów w pokładach

cienkich 4. Selektywna gospodarka złożem 5. Nierównomierne rozłożenie bazy zasobów w kopalniach 6. Brak oceny ekonomicznej bazy zasobów przemysłowych

4

Utrzymanie znaczenia węgla kamiennego w produkcji energii elektrycznej i ciepła

2,52 2,5 32,2 65

Szanse realizacji:1. Wysokie ceny ropy i gazu 2. Niższe koszty wytwarzania energii i ciepła z węgla 3. Rozwinięta infrastruktura technologiczna wytwarzania energii

elektrycznej i ciepła z węgla 4. Dostępność i wielkość zasobów węgla kamiennego 5. Wysokie koszty wprowadzania odnawialnych źródeł energii 6. Poprawa parametrów jakościowych węgla 7. Wprowadzenie nowoczesnych technologii czystego węgla

Zagrożenia: 1. Rosnące wymagania ekologiczne 2. Wzrost kosztów produkcji węgla 3. Decyzja UE o wzroście produkcji energii ze źródeł odnawialnych 4. Promowanie innych nośników energii pierwotnej

5

Stworzenie podstaw rozwoju technologicznego i naukowego regionów związanych z wydobyciem węgla kamiennego

2,4 18,9 61,6 19,5

Szanse realizacji:1. Rozwój szkolnictwa zawodowego ukierunkowanego na kształcenie

kadr dla przemysłu wydobywczego 2. Dobrze określone i przejrzyste priorytety badawcze 3. Zwiększenie nakładów na badania naukowe związane z górnictwem 4. Współpraca z władzami samorządowymi 5. Wystarczające i stabilne źródła finansowania 6. Zmniejszenie uciążliwości górnictwa dla środowiska naturalnego 7. Uzyskanie akceptacji społecznej dla prowadzenia działalności

górniczej

Zagrożenia: 1. Brak dostępu do kapitału 2. Ograniczenie nakładów na badania naukowe 3. Kreowanie negatywnego wizerunku górnictwa 4. Słaby stopień wykorzystania infrastruktury badawczej 5. Bariery administracyjno-prawne 6. Niska świadomość społeczna w zakresie uciążliwości pozyski-

wania i wykorzystywania węgla kamiennego 7. Rozproszone zespoły badawcze i grupy innowacyjne

6

Osiągnięcie w długim okresie trwałej efektywności ekonomicznej górnictwa węgla kamiennego

2,36 32,9 61,4 5,7

Szanse realizacji:1. Postęp w mechanizacji wydobycia 2. Posiadanie wyspecjalizowanego zaplecza naukowo-badawczego 3. Zwiększenie wydajności pracy 4. Zwiększenie nakładów inwestycyjnych 5. Restrukturyzacja i prywatyzacja kopalń 6. Obniżenie kosztów produkcji węgla 7. Redukcja zatrudnienia

Zagrożenia: 1. Brak środków finansowych na wymianę parku maszynowego 2. Pogorszenie warunków geologiczno-górniczych eksploatacji 3. Zużycie maszyn i urządzeń 4. Brak wysoko wykwalifikowanej kadry 5. Wzrost kosztów produkcji

288

7

Utrzymanie konkurencyjności polskiego węgla kamiennego w warunkach gospodarki wolnorynkowej

2,33 23,6 69,6 6,8

Szanse realizacji:1. Wysokie ceny ropy i gazu 2. Obawa przed utratą bezpieczeństwa energetycznego 3. Konkurencyjna cena węgla w stosunku do innych nośników energii 4. Dobra koniunktura na węgiel kamienny 5. Wprowadzenie nowoczesnych metod spalania węgla

Zagrożenia: 1. Pogorszenie się warunków geologiczno-górniczych 2. Rosnące wymagania ekologiczne 3. Import taniego węgla zza granicy 4. Wzrost kosztów produkcji węgla 5. Niskie parametry jakościowe węgla

8

Wzrost roli polskiego węgla kamiennego w UE

2,19 23,6 60,4 6,8

Szanse realizacji:1. Niepewność podaży ropy naftowej 2. Niepewność podaży gazu ziemnego 3. Wzrost popytu na węgiel kamienny 4. Zapewnienie niezależności i bezpieczeństwa energetycznego kraju

Zagrożenia: 1. Pogarszanie się warunków geologiczno-górniczych eksploatacji 2. Rosnące wymagania ekologiczne 3. Brak decyzji politycznej w sprawie prywatyzacji kopalń 4. Presja UE na ograniczenie produkcji węgla kamiennego 5. Spadek zużycia węgla w krajach UE 6. Konkurencja innych nośników energii (gaz ziemny, surowce

odnawialne)

289

Tabela 6.2. Hierarchizacja celów cząstkowych – technologicznych, ekonomicznych i społecznych krajowego sektora węgla kamiennego i możliwości ich realizacji

Ran

ga

Cele

Ocena ważności celów cząstkowych

Ocena możliwości realizacji celów cząstkowych, %

średnia ocena odpo-wiedzi (niska = 1, śre-dnia = 2, wysoka = 3) ni

ska

śred

nia

wys

oka

Technologiczne

1 Redukcja wpływu górniczych zagrożeń naturalnych (metanowego, pożarowego, tąpaniami i wstrząsami, wodnego, wyrzutami skał, klimatycznego) 2,81 12 82,3 5,7

2 Wprowadzenie technologii pozwalających zwiększyć wydajność pracy 2,62 5,8 72,9 21,3 3 Zmniejszenie wpływu produkcji górniczej na środowisko 2,54 14 77,7 8,3

4 Stosowanie zdalnych systemów sterowania i automatyki procesów technologicznych, zwiększających bezpieczeństwo pracy 2,44 10,8 72,8 16,5

5 Poszukiwanie nowych możliwości wykorzystania węgla 2,18 31 62 7

6 Efektywne zagospodarowanie złóż w pokładach cienkich, obszarach resztko-wych oraz pokładach silnie nachylonych i stromych 2,04 51,6 44,7 3,8

Ekonomiczne 1 Osiągnięcie efektywności ekonomicznej 2,98 25 60 15

2 Utrzymanie kosztów produkcji węgla w kopalniach na poziomie konkurencyjnym w stosunku do cen węgla 2,95 31 59 10

3 Podjęcie przez spółki węglowe działań zmierzających do maksymalnego ograni-czenia kosztów powstających między producentem a ostatecznym odbiorcą węgla (kosztów usług związanych z dystrybucją i transportem węgla)

2,76 23 39 38

4 Dostosowanie zdolności produkcyjnych górnictwa do możliwości sprzedaży węgla kamiennego na rynku

2,74 0 51 49

5 Prywatyzacja kopalń węgla kamiennego 2,26 28 59 13 Społeczne

1 Zapewnienie atrakcyjności pracy i płacy górników 1,97 33 49 18

2 Rozwój szkolnictwa zawodowego ukierunkowanego na kształcenie kadr dla przemysłu wydobywczego 1,94 5 44 51

3 Zapewnienie stabilnych i bezpiecznych ekonomicznie miejsc pracy w kopalniach węgla kamiennego oraz racjonalne gospodarowanie zasobami pracy 1,73 5 77 18

4 Rozwój regionu 1,55 10 80 10

Hierarchizację celów szczegółowych w różnych obszarach górnictwa przedstawio-no w tabelach 6.3–6.6 i na rysunkach 6.3–6.6. Cele zostały określone w obszarach: technologie podziemnej eksploatacji złóż (tab. 6.3 i rys. 6.3), mechanizacja procesów eksploatacji (tab. 6.4 i rys. 6.4), systemy automatyki, informatyki i zasilania (tab. 6.5 i rys. 6.5) oraz technologie przeróbki węgla (tab. 6.6 i rys. 6.6). Podstawowym celem w obszarze podziemnej eksploatacji, według wskazań respondentów, jest dostosowanie systemów eksploatacji do warunków zagrożeń naturalnych. W obszarze mechanizacja procesów eksploatacji, najwyżej sklasyfikowano wprowadzenie systemów skutecznej i efektywnej wentylacji i klimatyzacji oraz zwalczania zapylenia, a w obszarze systemy automatyki, informatyki i zasilania – wprowadzenie nowych rozwiązań dotyczących monitoringu zagrożeń tąpaniami i wstrząsami górniczymi, a tuż za tym wprowadzenie automatycznej aerometrii górniczej, w tym monitoringu zagrożenia metanowego i poża-rowego. Wśród technologii przeróbki węgla najważniejszym celem jest wprowadzenie do powszechnego stosowania technologii wzbogacania węgli energetycznych w pełnym zakresie uziarnienia. Z wyników ankiet wynika, że respondenci w trzech obszarach technologii górniczych (eksploatacji, mechanizacji i automatyzacji) jako cel najważniej-

290

szy przyjęli szeroko rozumiane bezpieczeństwo pracy. Bezpieczeństwo zostało również najwyżej ocenione wśród kryteriów innowacyjności technologii górniczych.

Tabela 6.3. Hierarchizacja celów szczegółowych krajowego sektora węgla kamiennego w obszarze technologicznym podziemnej eksploatacji złóż i możliwości ich realizacji

Ran

ga

Cele rozwoju podziemnej eksploatacji złóż

Ocena ważności celów cząstkowych – technologicznych

Ocena możliwości realizacji celów cząstkowych –

technologicznych, % średnia ocena odpo-

wiedzi (niska = 1, śre-dnia = 2, wysoka = 3) ni

ska

śred

nia

wys

oka

1 Dostosowanie systemów eksploatacji do warunków zagrożeń naturalnych 2,85 1,9 81,6 16,5

2 Doskonalenie istniejących i opracowanie nowych metod profilaktyki zagrożeń naturalnych oraz najmniej kolizyjnych zasad profilaktyki zagrożeń skojarzo-nych

2,8 6,3 82,9 10,8

3 Poprawa warunków bezpieczeństwa wykonywania i utrzymywania wyrobisk korytarzowych 2,72 4,5 73,9 21,7

4 Ograniczenie oddziaływania eksploatacji na środowisko naturalne 2,57 22 72,3 5,7

5 Doskonalenie systemów ścianowych ze szczególnym uwzględnieniem nieza-wodności poszczególnych elementów wyposażenia 2,57 3,2 59,2 37,6

6 Optymalizacja parametrów systemów ścianowych w celu utrzymania wysokiej koncentracji wydobycia 2,51 5,1 80,3 14,6

7 Zwiększenie gospodarczego wykorzystania zasobów metanu 2,46 10,1 61,0 28,9

8 Obniżenie kosztów drążenia i materiałochłonności obudów wyrobisk korytarzowych 2,38 12,8 80,8 6,4

9 Modyfikacja sposobów wykonywania i poprawa warunków utrzymania wyrobisk przyścianowych, w tym skrzyżowań ze ścianą 2,27 7,1 85,9 7,1

10 Wprowadzenie technologii umożliwiających efektywne wybieranie rejonów pod obiektami infrastruktury powierzchniowej

2,18 48,1 44,9 7

11 Wprowadzenie technologii umożliwiających efektywne wybieranie pokładów cienkich, obszarów resztkowych oraz pokładów silnie nachylonych i stromych

2,06 60,9 34 5,1

12 Wprowadzenie niekonwencjonalnych systemów eksploatacji, w tym podziem-nego zgazowania węgla 1,89 86,5 11,6 1,9

Zdecydowana większość celów szczegółowych rozwoju górnictwa ma, według respondentów, średnie szanse rozwoju. Oznacza to, że będą one rozwijały się w do-tychczasowym tempie. Jedynie w obszarze technologii mechanizacyjnych, dwóm celom przypisano wysokie szanse rozwoju. Są to: • zwiększenie efektywności i bezpieczeństwa systemów transportu materiałów

i urządzeń oraz przewozu ludzi, • wzrost efektywności technologii kombajnowych (system ścianowy).

Są również cele, które według respondentów mają nikłe szanse rozwoju. Są to: • wprowadzenie technologii umożliwiających efektywne wybieranie rejonów pod

obiektami infrastruktury powierzchniowej, • wprowadzenie technologii umożliwiających efektywne wybieranie pokładów

cienkich, obszarów resztkowych oraz pokładów silnie nachylonych i stromych, • wprowadzenie niekonwencjonalnych systemów eksploatacji, w tym podziemnego

zgazowania węgla, • wprowadzenie technologii wstępnego wzbogacania węgla (odkamieniania) w pod-

ziemiach kopalń.

291

Tabela 6.4. Hierarchizacja celów szczegółowych krajowego sektora węgla kamiennego w obszarze technologicznym mechanizacji procesów eksploatacji i możliwości ich realizacji

Ran

ga

Cele rozwoju mechanizacji procesów eksploatacji

Ocena ważności celów cząstkowych – technologicznych

Ocena możliwości realizacji celów cząstkowych –

technologicznych, % średnia ocena odpo-

wiedzi (niska = 1, śre-dnia = 2, wysoka = 3) ni

ska

śred

nia

wys

oka

1 Wprowadzenie systemów skutecznej i efektywnej wentylacji i klimatyzacji 2,83 1,3 71 27,7 2 Wprowadzenie efektywnych systemów zwalczania zapylenia 2,75 32 75,6 21,2

3 Zwiększenie efektywności i bezpieczeństwa systemów transportu materiałów i urządzeń oraz przewozu ludzi 2,64 1,9 46,8 51,3

4 Zwiększenie bezpieczeństwa w obszarze skrzyżowania ściana-chodnik przez wprowadzenie specjalistycznych obudów

2,50 2 86,9 11,1

5 Wzrost trwałości i niezawodności systemów mechanizacyjnych 2,49 5,8 79,2 14,9

6 Zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa urządzeń transportu pionowego wraz z pogłębiającymi się poziomami eksploatacji 2,37 11,7 74,7 13,6

7 Wzrost efektywności technologii kombajnowych (system ścianowy) 2,36 7,9 43 49 8 Zwiększenie stopnia pewności ruchu układów przenośników taśmowych 2,30 2,6 52,3 45,1

9 Wzrost innowacyjności i konkurencyjności maszyn i urządzeń przez zintegro-wane sterowanie, a w konsekwencji automatyzację 2,24 10,4 67,5 22,1

10 Wprowadzenie mechanizacji stawiania obudowy wyrobisk korytarzowych 2,25 28,3 60,5 11,2 11 Wprowadzenie innowacyjnych technologii drążenia wyrobisk korytarzowych 2,13 30,7 64 5,3

12 Wprowadzenie systemów mechanizacji kotwienia wyrobisk korytarzowych wraz z innowacyjnymi rozwiązaniami kotwi 2,07 21,7 70,4 7,9

13 Wzrost innowacyjności i konkurencyjności kombajnów dla ścian niskich 2,06 15,6 78,6 5,8 14 Wprowadzenie efektywnych technologii strugowych 2,01 19,7 71,7 8,6

15 Zwiększenie stopnia wykorzystania samodzielnej obudowy kotwowej i obudowy podporowo-kotwowej 1,93 22,5 71,5 6

Tabela 6.5. Hierarchizacja celów szczegółowych krajowego sektora węgla kamiennego w obszarze technologicznym systemów automatyki, informatyki i zasilania i możliwości ich realizacji

Ran

ga

Cele rozwoju systemów automatyki, informatyki i zasilania

Ocena ważności celów cząstkowych – technologicznych

Ocena możliwości realizacji celów cząstkowych –

technologicznych, % średnia ocena odpo-

wiedzi (niska = 1, śre-dnia = 2, wysoka = 3) ni

ska

śred

nia

wys

oka

1 Wprowadzenie nowych rozwiązań dotyczących monitoringu zagrożeń tąpaniami i wstrząsami górniczymi 2,83 9,8 71,2 19

2 Wprowadzenie nowoczesnych (innowacyjnych) systemów automatycznej aerome-trii górniczej (w tym monitoringu zagrożenia metanowego i pożarowego) 2,77 2,6 66,7 30,7

3 Rozwój dyspozytorskich systemów procesów technologicznych 2,34 2,6 65,8 31,6 4 Pełna automatyzacja i monitoring procesów przeróbki 2,32 4 69,8 26,2

5 Wprowadzenie zdalnych układów sterowania i automatyki w systemach ścia-nowych 2,26 15,9 68,2 15,9

6 Wprowadzenie wysokiego napięcia do zasilania przodkowych maszyn górniczych 2,17 6,8 61,6 31,5

7 Opracowanie systemów bezprzewodowej transmisji danych z eksploatowanych urządzeń na powierzchnię 2,14 27,7 60,8 10,8

8 Wprowadzenie telewizji przemysłowej do nadzoru stanu bezpieczeństwa oraz procesów technologicznych 2,08 9,7 56,5 33,8

9 Wprowadzenie automatyzacji oraz robotyzacji w systemach mechanizacyjnych dla górnictwa

2,01 34,8 53,5 11,6

10 Opracowanie nowych przekształtników energoelektronicznych układów zasila-jących 1,93 9,3 74,7 16

11 Opracowanie i uruchomienie produkcji nowej generacji komponentów układów napędowych i sterowania pojazdów szynowych 1,77 11,9 73,5 14,6

292

Tabela 6.6. Hierarchizacja celów szczegółowych krajowego sektora węgla kamiennego w obszarze technologicznym przeróbki węgla i możliwości ich realizacji

Ran

ga

Cele rozwoju technologii przeróbki węgla

Ocena ważności celów cząstkowych – technologicznych

Ocena możliwości realizacji celów cząstkowych –

technologicznych, % średnia ocena odpo-

wiedzi (niska = 1, śre-dnia = 2, wysoka = 3) ni

ska

śred

nia

wys

oka

1 Wprowadzenie, jako powszechnie stosowanej, technologii wzbogacania węgli energetycznych w pełnym zakresie uziarnienia (we wszystkich zakładach przeróbczych kopalń)

2,48 3,3 79,6 17,1

2 Poprawa stabilizacji charakterystyki ilościowo-jakościowej urobku węglowego kierowanego do zakładu przeróbczego

2.24 12,4 83,7 3,9

3 Wprowadzenie technologii wstępnego wzbogacania węgla (odkamieniania) w podziemiach kopalń 2,05 50,3 45,1 4,6

4 Opracowanie nowych metod, procesów i środków chemicznych dla intensyfi-kacji odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych 2,01 13,2 79,6 7,2

5 Opracowanie poszerzonych kryteriów oceny własności przeróbczych urobku surowego

1,66 18 72,7 9,3

2,75

2,52 2,40

2,36 2,33

2,19

2,81 2,93

Cele strategiczne

Ran

ga

2,93 Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju przez zaspokojenie krajowego zapotrzebowania na węgiel

kamienny

2,81 Wykorzystanie nowoczesnych technologii w sektorze górnictwa węgla kamiennego w celu utrzymania konkuren-cyjności, poprawy bezpieczeństwa pracy i zmniejszenia oddziaływania na środowisko

2,75 Racjonalne i efektywne gospodarowanie złożami węgla kamiennego

2,52 Utrzymanie znaczenia węgla kamiennego w produkcji energii elektrycznej i ciepła

2,4 Stworzenie podstaw rozwoju technologicznego i naukowego regionów związanych z wydobyciem węgla kamien-nego

2,36 Osiągnięcie w długim czasie trwałej efektywności ekonomicznej górnictwa węgla kamiennego

2,33 Utrzymanie konkurencyjności polskiego węgla kamiennego w warunkach gospodarki wolnorynkowej

2,19 Wzrost roli polskiego węgla kamiennego w UE

Rys. 6.1. Hierarchia celów strategicznych krajowego sektora węgla kamiennego i możliwości ich realizacji (niska, średnia, wysoka)

293

2,81 2,62

2,54 2,44

2,18

2,04

Cele technologiczne

Ran

ga

2,81 Redukcja wpływu górniczych zagrożeń naturalnych (metanowego, pożarowego, tąpaniami i wstrząsami, wodne-go, wyrzutami skał, klimatycznego)

2,62 Wprowadzenie technologii pozwalających zwiększyć wydajność pracy

2,54 Zmniejszenie wpływu produkcji górniczej na środowisko

2,44 Stosowanie zdalnych systemów sterowania i automatyki procesów technologicznych, zwiększających bezpie-czeństwo pracy

2,18 Poszukiwanie nowych możliwości wykorzystania węgla

2,04 Efektywne zagospodarowanie złóż w pokładach cienkich, obszarach resztkowych oraz pokładach silnie nachylo-nych i stromych

Rys. 6.2. Hierarchia celów technologicznych krajowego sektora węgla kamiennego i możliwości ich realizacji (niska, średnia, wysoka)

2,85 2,80 2,72

2,57 2,57 2,51 2,462,38

2,272,18

2,061,89

Cele szcz egółowe

Ran

ga

2,85 Dostosowanie systemów eksploatacji do warunków zagrożeń naturalnych

2,8 Doskonalenie istniejących i wypracowanie nowych metod profilaktyki zagrożeń naturalnych oraz najmniej kolizyjnych zasad profilaktyki zagrożeń skojarzonych

2,72 Poprawa warunków bezpieczeństwa wykonywania i utrzymywania wyrobisk korytarzowych

2,57 Ograniczenie oddziaływania eksploatacji na środowisko naturalne

2,57 Doskonalenie systemów ścianowych ze szczególnym uwzględnieniem niezawodności poszczególnych elementów wyposażenia

2,51 Optymalizacja parametrów systemów ścianowych w celu utrzymania wysokiej koncentracji wydobycia

2,46 Zwiększenie gospodarczego wykorzystania zasobów metanu

2,38 Obniżenie kosztów drążenia i materiałochłonności obudów wyrobisk korytarzowych

2,27 Modyfikacja sposobów wykonania i poprawa warunków utrzymania wyrobisk przyścianowych, w tym skrzyżowań ze ścianą

2,18 Wprowadzenie technologii umożliwiających efektywne wybieranie rejonów pod obiektami infrastruktury powierzchniowej

2,06 Wprowadzenie technologii umożliwiających efektywne wybieranie pokładów cienkich, obszarów resztkowych orazpokładów silnie nachylonych i stromych

1,89 Wprowadzenie niekonwencjonalnych systemów eksploatacji, w tym podziemnego zgazowania węgla

Rys. 6.3. Hierarchia celów szczegółowych – technologie podziemnej eksploatacji złóż i możliwości ich realizacji (niska, średnia, wysoka)

294

2,83 2,75

2,64 2,50 2,49

2,37 2,36 2,302,24 2,25

2,13 2,07 2,061,93

2,01

Cele szcz egółowe

Ran

ga

2,83 Wprowadzenie systemów skutecznej i efektywnej wentylacji i klimatyzacji

2,75 Wprowadzenie efektywnych systemów zwalczania zapylenia

2,64 Zwiększenie efektywności i bezpieczeństwa systemów transportu materiałów i urządzeń oraz przewozu ludzi

2,5 Zwiększenie bezpieczeństwa w obszarze skrzyżowania ściana–chodnik przez wprowadzenie specjalistycznych obudów

2,49 Wzrost trwałości i niezawodności systemów mechanizacyjnych

2,37 Zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa urządzeń transportu pionowego wraz z pogłębiającymi się poziomami eksploatacji

2,36 Wzrost efektywności technologii kombajnowych (system ścianowy)

2,3 Zwiększenie stopnia pewności ruchu układów przenośników taśmowych

2,24 Wzrost innowacyjności i konkurencyjności maszyn i urządzeń przez zintegrowane sterowanie, a w konsekwencji automatyzację

2,25 Wprowadzenie mechanizacji stawiania obudowy wyrobisk korytarzowych

2,13 Wprowadzenie innowacyjnych technologii drążenia wyrobisk korytarzowych

2,07 Wprowadzenie systemów mechanizacji kotwienia wyrobisk korytarzowych wraz z innowacyjnymi rozwiązaniami kotwi

2,06 Wzrost innowacyjności i konkurencyjności kombajnów dla ścian niskich

1,93 Wprowadzenie efektywnych technologii strugowych

2,01 Zwiększenie stopnia wykorzystania samodzielnej obudowy kotwowej i obudowy podporowo-kotwowej

Rys. 6.4. Hierarchia celów szczegółowych – mechanizacja procesów eksploatacji i możliwości ich realizacji (niska, średnia, wysoka)

295

2,83 2,77

2,34 2,32 2,26 2,17 2,14 2,08

2,011,93

1,77

Cele szcz egółowe

Ran

ga

2,83 Wprowadzenie nowych rozwiązań dotyczących monitoringu zagrożeń tąpaniami i wstrząsami górniczymi

2,77 Wprowadzenie nowoczesnych (innowacyjnych) systemów automatycznej aerometrii górniczej (w tym monitoringu zagrożenia metanowego i pożarowego)

2,34 Rozwój dyspozytorskich systemów procesów technologicznych

2,32 Pełna automatyzacja i monitoring procesów przeróbki

2,26 Wprowadzenie zdalnych układów sterowania i automatyki w systemach ścianowych

2,17 Wprowadzenie wysokiego napięcia do zasilania przodkowych maszyn górniczych

2,14 Opracowanie systemów bezprzewodowej transmisji danych z eksploatowanych urządzeń na powierzchnię

2,08 Wprowadzenie telewizji przemysłowej do nadzoru stanu bezpieczeństwa oraz procesów technologicznych

2,01 Wprowadzenie automatyzacji oraz robotyzacji w systemach mechanizacyjnych dla górnictwa

1,93 Opracowanie nowych przekształtników energoelektronicznych układów zasilających

1,77 Opracowanie i uruchomienie produkcji nowej generacji komponentów układów napędowych i sterowania pojazdów szynowych

Rys. 6.5. Hierarchia celów szczegółowych – systemy automatyki, informatyki i zasilania, i możliwości ich realizacji (niska, średnia, wysoka)

2,4 8 2,2 4

2 ,0 5 2 ,0 1

1,6 6

Cele s zcz egó łowe

Ran

ga

2,48 Wprowadzenie, jako powszechnie stosowanej, technologii wzbogacania węgli energetycznych w pełnym zakresie uziarnienia (we wszystkich zakładach przeróbczych kopalń)

2,24 Poprawa stabilizacji charakterystyki ilościowo-jakościowej urobku węglowego kierowanego do zakładu przeróbczego

2,05 Wprowadzenie technologii wstępnego wzbogacania węgla (odkamieniania) w podziemiach kopalń

2,01 Opracowanie nowych metod, procesów i środków chemicznych dla intensyfikacji odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych

1,66 Opracowanie poszerzonych kryteriów oceny własności przeróbczych urobku surowego

Rys. 6.6. Hierarchia celów szczegółowych – technologie przeróbki węgla i możliwości ich realizacji (niska, średnia, wysoka)

296

6 . 3 . 2 . H i e r a r c h i z a c j a i n n o w a c y j n o ś c i t e c h n o l o g i i

Ankietyzacja metodą Delphi objęła również hierarchizację innowacyjnych techno-logii w czterech obszarach technologicznych branży górniczej. Określono kryteria innowacyjności (tab. 6.7) i ocenę istotności. Ocenę istotności kryteriów przeprowadzono wśród respondentów według trójstopniowej skali: 1 – niska istotność, 2 – średnia istot-ność, 3 – wysoka istotność. W tabeli 6.7 podano ocenę istotności przyjętych kryteriów, określając wartość średnią wskazań respondentów. Jak wynika z danych zawartych w tabeli, najwyższą ocenę uzyskało bezpieczeństwo (3 pkt.), najniższą – uniwersalność (2,12 pkt.). W tabeli 6.8 zestawiono technologie innowacyjne, według oceny istotności kryteriów, w czterech obszarach technologicznych. Średnia ocena poszczególnych kry-teriów z tabeli 6.7 posłużyła jako waga do ustalenia rankingu i wyboru najbardziej in-nowacyjnych technologii w czterech obszarach (podziemna eksploatacja złóż węgla kamiennego, mechanizacja procesów eksploatacji węgla kamiennego, systemy automa-tyki, informatyki i zasilania oraz przeróbka mechaniczna węgla kamiennego).

Tabela 6.7. Ocena istotności kryteriów określania stopnia innowacyjności wytypowanych technologii

Lp. Kryterium

Ocena istotności (wartość średnia)

1 – niska2 – średnia 3 – wysoka

1 Bezpieczeństwo 3,002 Niezawodność 2,88

3 Skuteczność (zdolność do spełniania swoich zadań, organizacja pracy i produkcji, wpływ na profi-laktykę zagrożeń)

2,75

4 Wydajność 2,605 Wpływ na środowisko 2,476 Energochłonność i materiałochłonność 2,467 Dostępność technologii 2,298 Stopień informatyzacji i automatyzacji 2,139 Uniwersalność (techniczna, funkcjonalna, informatyczna) 2,12

Według respondentów, najbardziej innowacyjnymi technologiami są: • system ścianowy z urabianiem kombajnem, wydajność > 6000 t/dobę, • zautomatyzowana technologia eksploatacji kombajnowej o dużej wydajności, • nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych, w zakresie

procesów produkcji dla podziemnych zakładów górniczych, z wykorzystaniem zintegrowanych systemów bezpieczeństwa oraz telewizji przemysłowej,

• wzbogacanie węgla kamiennego energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia.

Niską ocenę pod względem innowacyjności uzyskały technologie: podziemnego zgazowania węgla, systemu chodnikowego podbierkowego, który jest stosowany w kopalni „Kazimierz-Juliusz”, systemu transportu z wykorzystaniem samojezdnych wozów oponowych, innowacyjnych rozwiązań w zakresie systemowego zasilania i sterowania maszynami urabiającymi, obudową w wyrobiskach oraz urządzeniami i maszynami powierzchniowymi. Technologie te mogą być rozwijane i znaleźć więk-sze zastosowanie w późniejszym okresie.

297

Tabela 6.8. Innowacyjność technologii w czterech obszarach technologicznych sektora górnictwa węgla kamiennego

KOLEJNOŚĆ INNOWACYJNYCH TECHNOLOGII

Podziemna eksploatacja złóż węgla kamiennego

Mechanizacja procesów eksploatacji węgla kamiennego Systemy automatyki, informatyki i zasilania Przeróbka mechanicz-

na węgla kamiennego

System ścianowy z urabianiem kombajnem, wydajność > 6000 t/dobę

Zautomatyzowana technologia eksploat-acji kombajnowej o dużej wydajności

Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych, w zakresie procesów produkcji dla podziemnych zakładów górni-czych, z wykorzystaniem zintegrowanych systemów bezpieczeństwa oraz telewizji przemysłowej

Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia

System ścianowy z urabianiem strugiem, wydajność > 2500 t/dobę

Kompleksowe systemy mechanizacyjne drążenia wyrobisk korytarzowych

Kompleksowe sterowanie procesami technolo-gicznymi przeróbki

Wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia

System ścianowy podbierko-wy, wydajność > 6000 t/dobę

Systemy transportu (podwieszane i spągowe) z napędem własnym, eliminu-jące przeładunki na drogach transportu

Nowoczesne rozwiązania w zakresie układów automatyzacji i sterowania systemami transpor-tu: pionowego, szynowego, podwieszanego oraz taśmowego

System chodnikowy, wydajność >1000 t/dobę

Urządzenia transportu pionowego z układami sterującymi nowej generacji

Systemy monitorowania zagrożenia tąpaniami oraz wstrząsami, budowane w oparciu o techniki cyfrowe

System ubierkowy, wydajność >1500 t/dobę

Zautomatyzowana technologia eksploat-acji strugowej o dużej efektywności

Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych dla technologicznych procesów przeróbki

Systemy ubierkowo- -podbierkowe, wydajność >1500 t/ dobę

Obudowa zmechanizowana o regulowa-nej podporności wstępnej on-line, zmniejszająca energochłonność procesu skrawania i zwiększająca wypad grubych sortymentów

Nowoczesne systemy cyfrowej teletransmisji przewodowej budowanej w oparciu o kable miedziane i światłowodowe oraz transmisji bezprzewodowej

System komorowo-filarowy, wydajność >1000 t/ dobę

Zmechanizowana obudowa skrzyżowa-nia o regulowanej szerokości

Innowacyjne rozwiązania w zakresie systemo-wego zasilania i sterowania maszynami urabia-jącymi oraz obudową w wyrobiskach oraz urządzeniami i maszynami powierzchniowymi

Podziemne zgazowanie węgla

Automatyczny układ monitoringu i sterowania odpylaniem wyrobisk korytarzowych, zintegrowany z kombajnem chodnikowym

System chodnikowy podbier-kowy, wydajność >1000 t/dobę Kompaktowe systemy klimatyzacji

Instalacja skojarzonego układu energe-tyczno-chłodniczego z zastosowaniem silników zasilanych metanem

Systemy mechanizacji kotwienia wraz z układami monitoringu obudowy

System transportu z wykorzystaniem samojezdnych wozów oponowych

6 . 3 . 3 . W a r i a n t y s c e n a r i u s z y r o z w o j u t e c h n o l o g i i i n n o w a c y j n y c h w g ó r n i c t w i e w ę g l a k a m i e n n e g o

Technologie innowacyjne, należące do różnych obszarów badawczych, wraz z technologiami pomocniczymi, są w procesie produkcyjnym ściśle ze sobą związa-ne. Ta zależność, umożliwiająca ich spełnienie i wdrożenie w określonym przedziale czasu, tworzy scenariusz rozwoju, który może być oceniony przez specjalistów bio-rących udział, na przykład w badaniach ankietowych. Taką ocenę scenariuszy roz-woju technologii innowacyjnych przeprowadzono w I i II etapie ankietyzacji, dzieląc scenariusze na optymistyczne, zrównoważone i pesymistyczne. Wyniki an-kiety według II etapu przedstawiono w tabelach 6.9–6.12. Oceny wariantów scena-

298

riuszy technologicznych dokonywano na podstawie udziału procentowego typowań respondentów. Jeżeli wynik typowań dla danego okresu wdrożenia był większy od 70%, to ocena wariantu była jednoznaczna (wariant optymistyczny, zrównoważony lub pesymistyczny), jeżeli był mniejszy, to ocena była pośrednia (wariant optymi-styczny z tendencją do zrównoważonego lub wariant zrównoważony z tendencją do optymistycznego).

Innowacyjność technologii i przedział czasu wdrożenia scenariuszy technologicz-nych, dla czterech obszarów badawczych, pokazano na rysunkach 6.7–6.10.

Tabela 6.9. Przedziały czasu, w których mogą być wdrożone wyłonione technologie innowacyjne podziemnej eksploatacji złóż węgla oraz podział scenariuszy ich rozwoju na: optymistyczne – wdrożone do 2015 r., zrównoważone – wdrożone do 2020 r., pesymistyczne – wdrożone po 2020 r.

Technologie podziemnej eksploatacji złóż

Okres wdrożenia

Procent typowań

respondentów

Warianty scenariuszy technologii:ponad 70% – wariant podstawowy

(optymistyczny, zrównoważony lub pesymistyczny) poniżej 70% – wariant pośredni

System ścianowy z urabianiem kombajnem, wydajność > 6000 t/dobę

do 2015 92,9 OPTYMISTYCZNY do 2020 7,1

po 2020 0,0

System ścianowy z urabianiem strugiem, wydajność > 2500 t/dobę

do 2015 83,7 OPTYMISTYCZNY do 2020 14,4

po 2020 2,0

System ścianowy podbierkowy, wydajność > 6000 t/dobę

do 2015 16,1 ZRÓWNOWAŻONY do 2020 75,8

po 2020 8,1

System chodnikowy, wydajność > 1000 t/dobę

do 2015 72,4 OPTYMISTYCZNY do 2020 25,7

po 2020 2,0

System ubierkowy, wydajność > 1500 t/dobę

do 2015 62,9 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 35,1 po 2020 2,0

System ubierkowo-podbierkowy, wydajność > 1500 t/dobę

do 2015 26,8 ZRÓWNOWAŻONY

(z tendencją do optymistycznego) do 2020 67,8 po 2020 5,4

System komorowo-filarowy, wydajność > 1000 t/dobę

do 2015 55,0 PESYMISTYCZNY* do 2020 37,1

po 2020 7,9

Podziemne zgazowanie węgla do 2015 3,4

PESYMISTYCZNY do 2020 20,1 po 2020 76,5

System chodnikowy podbierkowy, wydajność > 1000 t/dobę

do 2015 30,9 OPTYMISTYCZNY** do 2020 64,4

po 2020 4,7 * Pomimo wskazań respondentów, z uwagi na trudne warunki geologiczno-górnicze oraz wskazanie

wykorzystania samodzielnej obudowy kotwiowej, system komorowo-filarowy w polskim górnictwie węgla kamiennego ma małe szanse stosowania.

** System chodnikowo-podbierkowy został już wdrożony i jest obecnie stosowany w kopalni „Kazi-mierz-Juliusz”.

299

Tabela 6.10. Przedziały czasu, w których mogą być wdrożone wyłonione technologie innowacyjne mechanizacji procesów eksploatacji węgla oraz podział scenariuszy ich rozwoju na: optymistyczne – wdrożone do 2015 r., zrównoważone – wdrożone do 2020 r., pesymistyczne – wdrożone po 2020 r.

Technologie mechanizacji procesów eksploatacji węgla

Okres wdrożenia

Procent typowań

respondentów

Warianty scenariuszy technologii: ponad 70% – wariant podstawowy

(optymistyczny, zrównoważony lub pesymistyczny)

poniżej 70% – wariant pośredni

Zautomatyzowana technologia eksploatacji kombajnowej o dużej wydajności

do 2015 89,7 OPTYMISTYCZNY do 2020 10,3

po 2020 0,0

Kompleksowe systemy mechanizacyjne drążenia wyrobisk korytarzowych

do 2015 54,4 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 43,0 po 2020 2,6

Systemy transportu (podwieszane i spągowe) z napędem własnym, eliminujące przeładunki na drogach transportu

do 2015 93,0 OPTYMISTYCZNY do 2020 7,0

po 2020 0,0

Urządzenia transportu pionowego z układami sterującymi nowej generacji

do 2015 51,3 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 48,7 po 2020 0,0

Zautomatyzowana technologia eksploatacji strugowej o dużej efektywności

do 2015 55,7 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 41,7 po 2020 2,6

Obudowa zmechanizowana o regulowanej podporności wstępnej on-line, zmniejszająca energochłonność procesu skrawania i zwiększająca wypad grubych sortymentów

do 2015 57,9 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 41,2 po 2020 0,9

Zmechanizowana obudowa skrzyżowania o regulowanej szerokości

do 2015 84,8 OPTYMISTYCZNY do 2020 15,2

po 2020 0,0

Automatyczny układ monitoringu i sterowania odpylaniem wyrobisk korytarzowych, zintegrowany z kombajnem chodnikowym

do 2015 74,6 OPTYMISTYCZNY do 2020 24,6

po 2020 0,9

Kompaktowe systemy klimatyzacji do 2015 79,5

OPTYMISTYCZNY do 2020 19,6 po 2020 0,9

Instalacja skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego z zastosowaniem silników zasilanych metanem

do 2015 18,6 ZRÓWNOWAŻONY do 2020 74,3

po 2020 7,1

Systemy mechanizacji kotwienia wraz z układami monito-ringu obudowy

do 2015 65,5 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 34,5 po 2020 0,0

System transportu z wykorzystaniem samojezdnych wozów oponowych

do 2015 61,9 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 28,3 po 2020 9,7

300

Tabela 6.11. Przedziały czasu, w których mogą być wdrożone wyłonione technologie innowacyjne systemów automatyki, informatyki i zasilania oraz podział scenariuszy ich rozwoju na: optymistyczne – wdrożone do 2015 r., zrównoważone – wdrożone do 2020 r., pesymistyczne – wdrożone po 2020 r.

Systemy automatyki, informatyki i zasilania Okres wdrożenia

Procent typowań

respondentów

Warianty scenariuszy technologii: ponad 70% – wariant podstawowy

(optymistyczny, zrównoważony lub pesymistyczny)

poniżej 70% – wariant pośredni Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na techni-kach cyfrowych, w zakresie procesów produkcji i bez-pieczeństwa dla podziemnych zakładów górniczych, z wykorzystaniem zintegrowanych systemów bezpie-czeństwa oraz telewizji przemysłowej

do 2015 86,2

OPTYMISTYCZNY do 2020 13,8

po 2020 0,0

Kompleksowe sterowanie procesami technologicznymi przeróbki

do 2015 50,3 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 49,7 po 2020 0,0

Nowoczesne rozwiązania w zakresie układów automa-tyzacji i sterowania systemami transportu: pionowego, szynowego, podwieszonego oraz taśmowego

do 2015 57,9 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 41,4 po 2020 0,7

Systemy monitorowania zagrożenia tąpaniami oraz wstrząsami, budowane w oparciu o techniki cyfrowe

do 2015 77,6 OPTYMISTYCZNY do 2020 21,1

po 2020 1,3

Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na techni-kach cyfrowych dla technologicznych procesów prze-róbki

do 2015 74,0 OPTYMISTYCZNY do 2020 25,3

po 2020 0,7

Nowoczesne systemy cyfrowej teletransmisji przewo-dowej, budowanej w oparciu o kable miedziane i świa-tłowodowe oraz transmisję bezprzewodową

do 2015 48,7 ZRÓWNOWAŻONY

(z tendencją do optymistycznego) do 2020 49,4 po 2020 1,9

Innowacyjne rozwiązania w zakresie systemowego zasilania i sterowania maszynami urabiającymi i obu-dową w wyrobiskach oraz urządzeniami i maszynami powierzchniowymi

do 2015 33,6 ZRÓWNOWAŻONY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 61,8

po 2020 4,6

Tabela 6.12. Przedziały czasu, w których mogą być wdrożone wyłonione technologie innowacyjne przeróbki mechanicznej węgla kamiennego oraz podział scenariuszy ich rozwoju na: optymistyczne – wdrożone do 2015 r., zrównoważone – wdrożone do 2020 r., pesymistyczne – wdrożone po 2020 r.

Technologie przeróbki mechanicznej węgla kamiennego

Okres wdrożenia

Procent typowań

respondentów

Warianty scenariuszy technologii: ponad 70% – wariant podstawowy

(optymistyczny, zrównoważony lub pesymistyczny)

poniżej 70% – wariant pośredni

Wzbogacanie węgla kamiennego energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia

do 2015 29,2 ZRÓWNOWAŻONY

(z tendencją do optymistycznego) do 2020 68,2 po 2020 2,6

Wzbogacanie węgla kamiennego koksowego w pełnym zakresie uziarnienia

do 2015 67,7 OPTYMISTYCZNY

(z tendencją do zrównoważonego) do 2020 31,6 po 2020 0,6

301

Hie

rarc

hia

in

no

wa

cyjn

osc

i te

chn

olo

gii

Przedział czasu wdrożenia 2015 2020

1

2

3

4 5

6 7 8

9

1. System ścianowy z urabianiem kombajnem, wydajność > 6000 t/dobę 2. System ścianowy z urabianiem strugiem, wydajność > 2500 t/dobę 3. System chodnikowy, wydajność > 1000 t/dobę 4. System ubierkowy, wydajność > 1500 t/dobę 5. System ubierkowo-podbierkowy, wydajność > 1500 t/dobę 6. System ścianowy podbierkowy, wydajność > 6000 t/dobę 7. System komorowo-filarowy, wydajność > 1000 t/dobę 8. System chodnikowy podbierkowy, wydajność > 1000 t/dobę 9. Podziemne zgazowanie węgla

Rys. 6.7. Innowacyjność i przedział czasu wdrożenia technologii podziemnej eksploatacji złóż

302

Przedział czasu wdrożenia

Hie

rarc

hia

in

no

wac

yjn

ośc

i tec

hn

olo

gii

2015 2020

1

2 3 4

5 6

7

8 910

11

12

1. Zautomatyzowana technologia eksploatacji kombajnowej o dużej wydajności 2. Kompleksowe systemy mechanizacyjne drążenia wyrobisk korytarzowych 3. Systemy transportu (podwieszane i spągowe) z napędem własnym, eliminujące przeładunki na drogach trans-

portu 4. Urządzenia transportu pionowego z układami sterującymi nowej generacji 5. Zautomatyzowana technologia eksploatacji strugowej o dużej efektywności 6. Obudowa zmechanizowana o regulowanej podporności wstępnej on-line, zmniejszająca energochłonność

procesu skrawania i zwiększająca wypad grubych sortymentów 7. Zmechanizowana obudowa skrzyżowania o regulowanej szerokości 8. Automatyczny układ monitoringu i sterowania odpylaniem wyrobisk korytarzowych, zintegrowany z kombajnem

chodnikowym 9. Kompaktowe systemy klimatyzacji 10. System transportu z wykorzystaniem samojezdnych wozów oponowych 11. Instalacja skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego z zastosowaniem silników zasilanych metanem 12. Systemy mechanizacji kotwienia wraz z układami monitoringu obudowy

Rys. 6.8. Innowacyjność i przedział czasu wdrożenia technologii mechanizacji procesów eksploatacji węgla kamiennego

303

Przedział czasu wdrożenia

Hie

rarc

hia

in

now

acyj

noś

ci t

echn

olo

gii

2015 2020

1

2 3

4

5

67

1. Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych, w zakresie procesów produkcji i bez-

pieczeństwa dla podziemnych zakładów górniczych, z wykorzystaniem zintegrowanych systemów bezpieczeń-stwa oraz telewizji przemysłowej

2. Kompleksowe sterowanie procesami technologicznymi przeróbki 3. Nowoczesne rozwiązania w zakresie układów automatyzacji i sterowania systemami transportu: pionowego,

szynowego, podwieszanego oraz taśmowego 4. Systemy monitorowania zagrożenia tąpaniami oraz wstrząsami, budowane w oparciu o techniki cyfrowe 5. Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych dla technologicznych procesów prze-

róbki 6. Nowoczesne systemy cyfrowej teletransmisji przewodowej, budowanej w oparciu o kable miedziane i światło-

wodowe oraz transmisji bezprzewodowej 7. Innowacyjne rozwiązania w zakresie systemowego zasilania i sterowania maszynami urabiającymi oraz obu-

dową w wyrobiskach oraz urządzeniami i maszynami powierzchniowymi

Rys. 6.9. Innowacyjność i przedział czasu wdrożenia technologii systemów automatyki, informatyki i zasilania

304

Przedział czasu wdrożenia

Hie

rarc

hia

in

no

wac

yjn

oś

ci t

ech

no

log

ii

2015 2020

1

2

1. Wzbogacanie węgla kamiennego energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia 2. Wzbogacanie węgla kamiennego koksowego w pełnym zakresie uziarnienia

Rys. 6.10. Innowacyjność i przedział czasu wdrożenia technologii przeróbki węgla kamiennego

6 . 3 . 4 . K i e r u n k i b a d a w c z e , z a p e w n i a j ą c e r o z w ó j i n n o w a c y j n y c h t e c h n o l o g i i w g ó r n i c t w i e

W celu osiągnięcia celów strategicznych i cząstkowych górnictwa oraz rozwoju technologii górniczych, jest niezbędne prowadzenie badań naukowych, które powinny koncentrować się wokół różnych kierunków badawczych. W opracowaniach eksper-tów określono kierunki prac badawczych, wspomagających rozwój technologiczny branży i przedstawiono je do oceny respondentom ankiety. Pytania w ankiecie zmie-rzały do usystematyzowania tych kierunków według ich ważności. Przyjęto trójstop-niową ocenę ważności kierunków badawczych (niska – 1, średnia – 2, wysoka – 3). W ankiecie pytano respondentów również o okres realizacji kierunków badawczych. Wyniki II tury ankietyzacji przedstawiono w tabelach 6.13–6.16. Hierarchizacji kie-runków badawczych dokonano według oceny średniej. Występujący w poniższych tabelach okres realizacji prac badawczych, ustalono na podstawie największej warto-ści udziału procentowego typowań respondentów. Analizując kierunki badawcze, można stwierdzić, że najwyżej w hierarchii w czterech podstawowych obszarach technologicznych, respondenci umieścili bezpieczeństwo. W obszarze technologii eksploatacji złóż, najwyżej oceniono prace rozwijające metody prognozowania i mo-nitorowania zagrożeń naturalnych (wstrząsami, tąpaniami, pożarowego i metanowe-go). Na drugim miejscu znalazły się systemy wentylacji i klimatyzacji wyrobisk na dużych głębokościach. W obszarze technologicznym mechanizacji procesów eksploa-

305

tacji największe uznanie zyskały prace związane z badaniem odporności obudowy na wstrząsy górnicze oraz z kompleksowymi systemami mechanizacyjnymi drążenia wyrobisk. W obszarze systemy automatyki, informatyki i zasilania, pierwsze miejsce zajął kierunek badawczy, związany z modernizacją systemów zagrożeń tąpaniami i wstrząsami, w celu poprawy jakości dokonywanych pomiarów oraz zapewnienia ich niezawodności. W technologiach związanych z przeróbką mechaniczną węgla, prace badawcze związane z bezpieczeństwem w zakładach przeróbczych, uzyskały najwięk-sze poparcie.

Najważniejsze obszary instytucjonalne, niezwiązane bezpośrednio z technolo-giami górniczymi, lecz niezbędne do ich realizacji i rozwoju górnictwa w Polsce, przedstawiono w tabeli 6.17. Hierarchi obszarów stworzono, określając czynnik wpływający na stan i rozwój górnictwa w pięciostopniowej skali (1 – nieistotny, 2 – mało ważny, 3 – ważny, 4 – bardzo ważny, 5 – decydujący). Obszary instytucjo-nalne są to działania, które powinno podejmować państwo w celu umożliwienia rozwoju technologii górniczych i osiągnięcia celów strategicznych oraz cząstko-wych górnictwa. Za najważniejszy obszar instytucjonalny respondenci uznali: stwo-rzenie warunków prawnych i instytucjonalnych, umożliwiających rozwój technologiczny branży oraz osiągnięcie celów strategicznych.

Tabela 6.13. Hierarchizacja kierunków badawczych umożliwiających rozwój technologii i osiągnięcie celów strategicznych i cząstkowych górnictwa w obszarze badawczym: technologie podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego oraz przewidywany okres ich realizacji (ocena: 1 – niska, 2 – średnia, 3 – wysoka)

Lp. Kierunki badawcze Ocena średnia

Okres realizacji (wg większości respondentów)

1 Rozwój istniejących oraz wprowadzanie nowych metod prognozowania i monitorowania zagrożeń naturalnych (wstrząsami i tąpaniami, pożarowego i metanowego)

2,90 do 2015 r.

2 Rozwój systemów wentylacji i klimatyzacji wyrobisk na dużych głębokościach 2,88 do 2015 r.

3 Rozwój metod i środków zapewniających bezpieczeństwo oraz umożliwiających utrzymanie wysokiej koncentracji wydobycia w warunkach intensyfikacji zagrożeń naturalnych (zagro-żenie tąpaniami, metanowe i klimatyczne)

2,86 do 2015 r.

4 Wypracowywanie nowych metod pasywnego i aktywnego zwalczania zagrożeń naturalnych oraz najmniej kolizyjnych zasad profilaktyki zagrożeń skojarzonych 2,80 do 2015 r.

5 Modyfikacja sposobów prowadzenia wyrobisk korytarzowych w aspekcie zwiększania postępów i zmniejszania kosztów drążenia oraz poprawy warunków ich utrzymania

2,60 do 2015 r.

6 Rozwój technologii górniczych korzystnych dla ochrony środowiska (gospodarcze wykorzy-stanie metanu, lokowanie odpadów, ograniczenie wpływów na powierzchnię, bezpieczeń-stwo powszechne)

2,54 do 2015 r.

7 Doskonalenie technologii eksploatacji, efektywnego wybierania rejonów pod obiektami infrastruktury powierzchniowej

2,46 do 2015 r.

8 Optymalizacja sposobów przygotowania pól ścianowych wyrobiskami jedno- lub wielonit-kowymi oraz opracowanie efektywniejszych sposobów zabezpieczania skrzyżowania ściany z wyrobiskiem przyścianowym, w tym jego utrzymywania w otoczeniu zrobów

2,42 do 2015 r.

9 Rozwój technologii efektywnego wybierania pokładów cienkich 2,34 do 2020 r.

10 Optymalizacja ścianowych systemów eksploatacji do skrępowanych warunków geologicz-no-górniczych (zaburzenia sedymentacyjne i tektoniczne, zaszłości eksploatacyjne, filary ochronne, wymogi ochrony powierzchni, zagrożenia naturalne)

2,27 do 2020 r.

11 Rozwój krótkofrontowych systemów eksploatacji umożliwiających efektywne wybieranie obszarów resztkowych i uwolnionych filarów szybów

2,20 do 2015 r.

12 Rozwój technologii podziemnego zgazowania węgla 1,95 po 2020 r. 13 Rozwój technologii efektywnego wybierania pokładów silnie nachylonych i stromych 1,85 do 2020 r.

306

Tabela 6.14. Hierarchizacja kierunków badawczych umożliwiających rozwój technologii i osiągnięcie celów strategicznych i cząstkowych górnictwa w obszarze badawczym: technologie mechanizacji procesów eksploatacji węgla oraz przewidywany okres ich realizacji (ocena: 1 – niska, 2 – średnia, 3 – wysoka)

Lp. Kierunki badawcze Ocena średnia

Okres realizacji (wg większości respondentów)

1 System zabezpieczania sekcji obudowy zmechanizowanej przed dynamicznym oddziaływa-niem górotworu

2,63 do 2015 r.

2 Zwiększanie efektywności systemów drążenia wyrobisk korytarzowych przez stosowanie kompleksowych systemów mechanizacyjnych z rozdzieleniem procesu drążenia i stawiania obudowy

2,61 do 2015 r.

3 Rozwój ścianowej obudowy zmechanizowanej w aspekcie minimalizacji masy i doboru podporności oraz obudowy skrzyżowania i monitoringu obciążeń w strefie skrzyżowania ściana–chodnik

2,53 do 2015 r.

4 Zwiększanie skuteczności systemów odpylania wyrobisk chodnikowych, przez stosowanie urządzeń o większej wydajności i automatycznej regulacji parametrów zasilania 2,37 do 2015 r.

5 Opracowywanie efektywnej technologii eksploatacji pokładów cienkich 2,33 do 2020 r.

6 Opracowywanie systemu automatycznego sterowania kompleksem ścianowym, systemumonitorowania środowiska górniczego w przodku i systemu transmisji teleinformatycznej 2,30 do 2020 r.

7 Technologia wykorzystywania metanu do zasilania energetycznego urządzeń chłodniczych 2,26 do 2015 r.

8 Doskonalenie systemów ciągnienia, hamowania, sterowania i kontroli maszyny wyciągowej z uwagi na zwiększającą się głębokość eksploatacji

2,21 do 2015 r.

9 Nowe bezpieczne technologie zbrojenia ścian i alokacji wyposażenia ścianowego z zastosowaniem ekologicznych źródeł napędu, w tym ze stosowaniem wozów oponowych

2,08 do 2015 r.

10 Opracowywanie innowacyjnych technologii wiertniczych 2,08 do 2015 r. 11 Zastosowanie technologii kotwiowej w zmieniających się warunkach geomechanicznych 2,05 do 2015 r.

12 Układ kontroli położenia i sterowania maszyn wchodzących w skład autonomicznych kom-pleksów chodnikowych z systemem GPS 1,73 do 2020 r.

Tabela 6.15. Hierarchizacja kierunków badawczych umożliwiających rozwój technologii i osiągnięcie celów strategicznych i cząstkowych górnictwa w obszarze badawczym: systemy automatyki, informatyki i zasilania oraz przewidywany okres ich realizacji (ocena: 1 – niska, 2 – średnia, 3 – wysoka)

Lp. Kierunki badawcze Ocena średnia

Okres realizacji (wg większości respondentów)

1 Modernizacja systemów zagrożeń tąpaniami i wstrząsami w celu poprawy jakości dokony-wanych pomiarów oraz zapewniania ich niezawodności 2,80 do 2015 r.

2 Opracowywanie nowoczesnych rozwiązań w zakresie systemów dyspozytorskich, w tym systemów bezpieczeństwa, w oparciu o najnowsze rozwiązania teoretyczne i technologicz-ne, dotyczące łączności i monitorowania zagrożeń

2,68 do 2015 r.

3 Opracowywanie nowoczesnych układów monitorowania oraz sterowania nowoczesnymi procesami przeróbki węgla

2,33 do 2015 r.

4 Opracowywanie nowoczesnych systemów cyfrowej transmisji danych dla zakładów górni-czych budowanych w oparciu o kable miedziane, światłowodowe oraz łącza radiowe dla systemów dyspozytorskich, łączności, monitorowania pracy maszyn itp.

2,23 do 2015 r.

5 Opracowywanie nowych rozwiązań dotyczących systemów zasilania oraz sterowania maszynami w wyrobiskach oraz na powierzchni zakładu górniczego

2,07 do 2015 r.

307

Tabela 6.16. Hierarchizacja kierunków badawczych umożliwiających rozwój technologii i osiągnięcie celów strategicznych i cząstkowych górnictwa w obszarze badawczym: technologie przeróbki mechanicznej węgla kamiennego oraz przewidywany okres ich realizacji (ocena: 1 – niska, 2 – średnia, 3 – wysoka)

Lp. Kierunki badawcze Ocena średnia

Okres realizacji (wg większości respondentów)

1 Opracowywanie programów likwidacji zagrożeń BHP, występujących w zakładach przeróbki węgla oraz programów ograniczających ich szkodliwe oddziaływanie na środowisko natu-ralne (hałas, wibracje, emisja CO2 i SO2)

2,53 do 2015 r.

2 Opracowywanie nowoczesnego systemu monitorowania i automatycznej regulacji parame-trów ilościowo-jakościowych wzbogacanego węgla kamiennego 2,51 do 2015 r.

3 Opracowywanie efektywnej technologii klarowania z flokulacją i odwadniania mechaniczne-go z pominięciem osadników zewnętrznych oraz regeneracji całości wód technologicznych i ponownym użyciem ich do procesów przeróbczych

2,28 do 2020 r.

4

Opracowywanie nowych metod, procesów i środków chemicznych w celu podniesieniaintensyfikacji odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych oraz odczynników dla głębo-kiej flotacji mułów w celu uzyskania koncentratów flotacyjnych o wysokiej koncentracji części stałych

2,20 do 2020 r.

5 Opracowywanie nowych rozwiązań węzła klasyfikacji wstępnej opartych na jednostopnio-wym przesiewaniu całości urobku węglowego

2,07 do 2015 r.

6 Opracowywanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych osadzarek pulsacyjnych oraz algoryt-mów sterowania czynnikami pracy dotyczących zwłaszcza wielokrotnego podrzutu wzboga-canego węgla

1,97 do 2020 r.

Tabela 6.17. Hierarchizacja obszarów instytucjonalnych (niezwiązanych z technologią górniczą), w których powinny koncentrować się działania państwa, umożliwiające rozwój wytypowanych technologii i osiągnięcie wytypowanych celów strategicznych i cząstkowych górnictwa (skala: 1 – nieistotny, 2 – mało ważny, 3 – ważny, 4 – bardzo ważny, 5 – decydujący)

Lp. Obszar instytucjonalny Ocena średnia

1 Tworzenie warunków prawnych i instytucjonalnych umożliwiających rozwój technologiczny branży oraz osiągnięcie celów strategicznych

4,56

2 Efektywne wykorzystywanie możliwych źródeł finansowania rozwoju technologicznego 4,363 Określanie obszarów koniecznych zmian w obowiązującym prawie 4,344 Stworzenie warunków dla przyciągnięcia kapitału 4,22

5 Poszerzanie bazy szkolnictwa zawodowego – średniego i wyższego – w celu rozwoju kadry górniczej oraz zapewnianie rozwoju kadry dydaktycznej (nauczycieli zawodu i kadry profesorskiej) 3,93

6 Rozwijanie skutecznej kampanii informacyjnej pozwalającej przekonać społeczeństwo o kluczowym znaczeniu górnictwa dla gospodarki 3,92

7 Integracja przemysłu górniczego z władzami regionalnymi w zakresie planowania przestrzennego 3,818 Identyfikacja silnych zespołów badawczych 3,62

6.4. Rozwój technologii innowacyjnych w górnictwie węgla kamiennego do 2020 roku w ujęciu graficznym

Integralną częścią projektu celowego typu foresight technologiczny jest doku-ment, który w formie graficznej przedstawia rozwój analizowanych obszarów badaw-czych w określonym przedziale czasu. W projektach foresightowych, wykonywanych w krajach angielskojęzycznych, dokument ten przyjmuje nazwę „technology road-mapping”.

308

Metoda „technology roadmapping” początkowo miała zastosowanie w planowa-niu przedsięwzięć badawczo-rozwojowych i planowaniu strategicznym przedsię-biorstw innowacyjnych. Obecnie, coraz częściej, znajduje zastosowanie w wielkich organizacjach przedsiębiorstw oraz w różnych branżach przemysłu i gospodarki jako narzędzie zarządzania technologiami, do przewidywania i opracowywania interdyscy-plinarnych celów hi-tech, a ostatnio również w tworzeniu polityki oraz optymalizacji inwestycji, ze środków sfery publicznej na wielokierunkowe działania badawczo- -rozwojowe.

Budowa „technology roadmapping” obejmuje identyfikację informacji, ich synte-zę i weryfikację oraz graficzną prezentację badanych tendencji rozwojowych. Charak-terystyczną cechą tego dokumentu jest jego przejrzystość, adekwatność, syntetyczność i sugestywność. W projektach badawczych przyjmuje on różnorodną postać. W ogól-nym zarysie stanowi najczęściej ilustrację, plan, grafik rozwoju technologii w okre-ślonej dziedzinie czy dyscyplinie i w określonym przedziale czasu.

Podobnie skonstruowany został grafik w ramach niniejszego projektu celowego typu foresight pt.: „Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego”. Ujęto w nim syntetycznie, w sposób graficzny, scenariusze roz-woju technologicznego górnictwa węgla kamiennego do 2020 roku.

Punktem wyjścia do stworzenia grafiku było ustalenie warunków geologicznych, które mają istotny wpływ na wybór górniczych technologii robót udostępniających, przygotowawczych oraz eksploatacji złóż węgla kamiennego. Rozpatrywano grubość pokładu, nachylenie oraz typ węgla i te czynniki górniczo-geologiczne zostały przyję-te jako główne. Dokonano następującego podziału: • grubość pokładów:

- pokłady o grubości h ≥ 2,5 m, - pokłady o grubości 1,5 < h < 2,5 m, - pokłady o grubości h ≤ 1,5 m;

• nachylenie pokładów: - pokłady prawie poziome α < 10°, - pokłady słabo nachylone α = 10–35°, - pokłady silnie nachylone i strome α > 35°;

• typ węgla: - węgle energetyczne, - węgle koksowe.

Uwzględniając wyżej wymienione parametry, utworzono pierwszą kolumnę gra-fiku, nazwaną „warunkami geologiczno-górniczymi eksploatacji złóż węgla kamien-nego”, w której znalazło się dziesięć podstawowych parametrów odnoszących się do warunków, w jakich mogą przebiegać roboty udostępniające, przygotowawcze oraz eksploatacyjne węgla pod ziemią, takich samych dla węgli energetycznych i kokso-wych. Parametry te tworzą podtytuły (nagłówki) kolumn, dotyczących łańcuchów technologii innowacyjnych produkcji węgla kamiennego.

309

W ramach projektu przeprowadzono analizę strukturalną procesu produkcji węgla kamiennego w aspekcie rozwoju technologicznego. Na jej podstawie podzielono pro-cesy cząstkowe na: • przygotowawcze, • podstawowe, • pomocnicze, • towarzyszące.

Dalsza analiza procesu produkcji węgla kamiennego umożliwiła identyfikację bardziej szczegółową technologii stosowanych w górnictwie. Objęto nią następujące technologie: • udostępniające, • przygotowawcze, • eksploatacyjne, • przeróbki mechanicznej, • transportu, • wentylacji, • odwadniania.

Technologie produkcji węgla kamiennego nie mogą być rozpatrywane jako samodzielne technologicznie ogniwa produkcyjne. W nowoczesnej kopalni węgla kamiennego, procesom produkcji węgla – od robót udostępniających, przygotowaw-czych i eksploatacyjno-wydobywczych – do załadunku produktów finalnych w zakła-dzie przeróbczym, zawsze towarzyszą określone systemy technologii, związane z udostępnieniem złoża, eksploatacją, mechanizacją, automatyzacją i przeróbką węgla kamiennego. Stąd też analizą strukturalną procesu produkcji objęto pięć obszarów technologicznych (kolumna 2): • technologie udostępniające i przygotowawcze, • technologie podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego, • technologie mechanizacji procesów eksploatacji węgla kamiennego, • systemy automatyki, informatyki i zasilania, • technologie przeróbki węgla kamiennego.

Te właśnie obszary technologiczne zostały naniesione na grafik. Dalsze zagad-nienia badawcze konsekwentnie koncentrowały się na tych obszarach i obejmowały ocenę innowacyjności technologii oraz opis scenariuszy ich rozwoju.

Technologie innowacyjne, w kolejności ich ważności dla poszczególnych obsza-rów technologicznych, przedstawiono w kolumnie 3.

W kolumnach: 4, 5 i 6, w odniesieniu do poszczególnych technologii innowacyj-nych, określono przedziały czasu, w których jest możliwe wdrożenie technologii. Zaznaczono procent wskazań respondentów na dany przedział czasu (zróżnicowanie wskazań przedstawiono za pomocą różnego natężenia koloru szarego).

W zależności od czasu zakończenia prac nad technologiami innowacyjnymi, w kolumnie 7 wyszczególniono trzy scenariusze rozwoju technologicznego: optymi-styczny, jeśli wdrożenie technologii nastąpi przed 2015 rokiem, zrównoważony, gdy

310

ich wdrożenie będzie możliwe do 2020 roku oraz pesymistyczny, jeśli do 2020 roku jest niemożliwe osiągnięcie założonych celów technologicznych.

Poszczególne scenariusze i odpowiadające im technologie innowacyjne oznaczo-no trzema różnymi kolorami (scenariusz optymistyczny – zielonym, scenariusz zrów-noważony – żółtym, scenariusz pesymistyczny – czerwonym).

W kolumnie 8, analizowane obszary technologiczne, obejmujące: • technologie robót udostępniających i przygotowawczych, • technologie podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego, • technologie mechanizacji procesów eksploatacji węgla kamiennego, • systemy automatyki, informatyki i zasilania, • technologie przeróbki węgla kamiennego oraz charakterystyczne dla nich technologie innowacyjne, zostały powiązane wspól-nymi dla nich parametrami, określającymi warunki geologiczno-górnicze eksploatacji złóż węgla kamiennego. Powiązania te, przedstawione w formie „łańcuchów techno-logii”, koloru niebieskiego, obrazują pełne technologiczne linie produkcyjne: od dołu kopalni aż do zakładu przeróbczego, z którego wychodzi produkt finalny. Na łańcu-chach naniesiono punkty koloru zielonego, żółtego i czerwonego, które odpowiadają poszczególnym scenariuszom, tj. scenariuszowi optymistycznemu, zrównoważonemu oraz pesymistycznemu. Liczba pionowych łańcuchów odpowiada, ustalonym w pro-jekcie i przyjętym w grafiku wiązkom parametrów geologiczno-górniczych. Przykła-dowo pierwszym łańcuchem grafiku są roboty udostępniające, ostatnim technologia podziemnego zgazowania węgla.

Opracowany grafik rozwoju technologicznego górnictwa węgla kamiennego daje odpowiedź na podstawowe kwestie technologiczne i badawcze tej branży, nakreśla scenariusze rozwoju technologii innowacyjnych do 2020 roku oraz kierunki badaw-cze, warunkujące rozwój górnictwa w Polsce.

6.5. Podsumowanie

Na rozwój nowoczesnego górnictwa węgla kamiennego ma wpływ pięć podsta-wowych czynników: 1) polityka legislacyjna i ekonomiczna państwa, 2) racjonalne wykorzystanie bazy zasobowej węgla kamiennego, 3) posiadane technologie eksploatacji pokładów, mechanizacji, zasilania, automaty-

zacji i informatyzacji w górnictwie, 4) zapewnianie bezpieczeństwa pracy, zwłaszcza bezpieczeństwa wobec zagrożeń

górniczych, 5) nowoczesna przeróbka mechaniczna węgla, gwarantująca uzyskanie wysokiej

jakości produktu i godziwej ceny.

Według wyników ankiety przeprowadzonej w ramach foresightu, na pytania do-tyczące zadań, jakie powinno podejmować państwo w celu rozwoju górnictwa i osią-gnięcia jego celów strategicznych (tab. 6.1 i 6.17), respondenci najwyżej ocenili „Stworzenie warunków prawnych i instytucjonalnych umożliwiających rozwój tech-

311

nologiczny branży”. Zadaniem państwa powinno być również stworzenie warunków do przyciągnięcia kapitału zarówno z sektora gospodarki uspołecznionej, jak i pry-watnej oraz rozszerzenie możliwych źródeł finansowania górnictwa. Bardzo ważnym zadaniem jest stworzenie i rozszerzenie bazy górniczego szkolnictwa zawodowego, średniego i wyższego.

Według danych zawartych w opracowaniu zadania 1.1 niniejszego foresightu pt. „Analiza bilansu surowcowego pod kątem przewidywanej wielkości wydobycia”, za-soby geologiczne węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym wynoszą 54 061 mln ton, w tym zasoby bilansowe 34 077 mln ton i przemysłowe – 5694 mln ton (dane za 2005 r.). Gdyby przyjąć roczne wydobycie węgla w Polsce równe 80 mln ton, jako wydobycie, które w pełni pokrywa zapotrzebowanie kraju na węgiel ka-mienny, to zasoby przemysłowe wyczerpałyby się za około 70 lat. Należy również zwrócić uwagę na to, że już teraz większa ilość zasobów znajduje się na dużych głę-bokościach i w dalszych latach ta głębokość będzie wzrastać. Udostępnianie i eksploa-tacja pokładów na dużych głębokościach będą utrudnione i przede wszystkim – droższe. Gospodarka bazą zasobów węgla powinna być więc racjonalna, oszczędna i przyjmująca zasadę zrównoważonego ich sczerpywania.

Spośród wybranych innowacyjnych systemów eksploatacyjnych pokładów wę-gla (tab. 6.9), podstawowym systemem wydobywczym będzie, podobnie jak obec-nie, system ścianowy podłużny i poprzeczny z zawałem stropu oraz, w mniejszym stopniu, poprzeczny z podsadzką hydrauliczną. Każdy z tych systemów będzie wy-magał wprowadzenia pełnej mechanizacji, automatyzacji i informatyzacji (tab. 6.10 i 6.11). Głównym urządzeniem urabiającym w ścianach pokładów średnich i wyso-kich będzie kombajn, w pokładach cienkich – strug. Inne proponowane systemy eksploatacji, na przykład systemy ubierkowe, ubierkowo-podbierkowe czy chodni-kowe, będą stosowane przy eksploatacji resztek pokładów, natomiast systemy chod-nikowe i chodnikowo-podbierkowe, przy eksploatacji pokładów silnie nachylonych i stromych. Oceniony przez respondentów ankiety jako pesymistyczny wariant pod-ziemnego zgazowania węgla na pewno w najbliższych latach nie znajdzie zastoso-wania, niemniej jednak powinny być prowadzone prace naukowo-badawcze nad tym innowacyjnym sposobem pozyskiwania energii. Pełną mechanizacją i automatyzacją będą objęte również roboty udostępniające, przygotowawcze, transport kopalniany i odstawa urobku (tab. 6.10). Będzie wymagane stosowanie klimatyzacji i uinten-sywnienie wentylacji. W rozwoju innowacyjnych systemów eksploatacji, mechani-zacji i automatyzacji w górnictwie bardzo ważną rolę będzie odgrywał również czynnik ekonomiczny.

Respondenci ankiet foresightu i eksperci w swoich ocenach, którzy analizowali ważność kierunków badawczych, umożliwiających rozwój technologii oraz osią-gnięcie celów strategicznych i cząstkowych górnictwa, przyznali bezpieczeństwu pracy, zwłaszcza bezpieczeństwu wobec zagrożeń górniczych, najwyższą pozycje, we wszystkich czterech obszarach technologicznych (tab. 6.13, 6.14, 6.15 i 6.16). W obszarze eksploatacji najwyższą rangę przyznano bezpieczeństwu wobec zagro-żeń gazowych, pożarowych, tąpaniami i klimatycznych. W obszarze mechanizacji najwyższą rangę przyznano zagrożeniu tąpaniami, ze względu na stateczność obu-

312

dowy zmechanizowanej. W obszarze systemów automatyki, informatyki i zasilania najwyżej oceniono wprowadzanie nowoczesnych systemów dyspozytorskich, umoż-liwiających ostrzeganie i monitorowanie zagrożeń. Przeróbka mechaniczna węgla postawiła na zagrożenia występujące w zakładach przeróbczych, takie jak: hałas, wibracje, wydzielanie się dwutlenku węgla i dwutlenku siarki. Bezpieczeństwo oce-niono więc jako podstawowy wyznacznik nowoczesnego górnictwa.

Urobek węglowy, wydobywany z podziemi kopalń, charakteryzuje się wielką nie-jednorodnością zarówno pod względem granulometrycznym, jak i densymetrycznym. Stąd duża rola przeróbki mechanicznej węgla w jego wzbogacaniu i dostosowywaniu do wymogów odbiorców. Respondenci ankiety jednoznacznie stwierdzili, że realizacja technologii przeróbki węgli energetycznych i koksowych w pełnym zakresie ich gra-nulacji do 2020 roku jest konieczna i możliwa do osiągnięcia pod względem technicz-nym (tab. 6.12).

 

2015 20201 2 4 5 6 7

1 Kompleksowe systemy udostępniania złoża szybami pionowymi z powierzchni i szybikami 100% Optymistyczny

2Kompleksowe systemy udostępniania złoża przekopami (przecznice, wytyczne) i przekopami pochyłymi (upadowe, dowierzchnie) metodą strzałową

100% Optymistyczny

3 Systemy drążenia przekopów metodą kombajnową 100% Zrównoważony

4 Systemy kombajnowe prowadzenia robót przygotowawczych; chodników i pochylni w pokładach 100% Optymistyczny

1 System ścianowy z urabianiem kombajnem, wydajność > 6000 t/dobę 93% 7% Optymistyczny

2 System ścianowy z urabianiem strugiem, wydajność > 2500 t/dobę 84% 14% 2% Optymistyczny

3 System ścianowy podbierkowy, wydajność > 6000 t/dobę 16% 76% 8% Zrównoważony

4 System chodnikowy, wydajność > 1000 t/dobę 72% 26% 2% Optymistyczny

5 System ubierkowy, wydajność > 1500 t/dobę 63% 35% 2% Optymistyczny

6 Systemy ubierkowo-podbierkowy, wydajność > 1500 t/dobę 27% 68% 5% Zrównoważony

7 System komorowo-filarowy, wydajność > 1000 t/dobę 55% 37% 8%Pesymistyczny

*

8 Podziemne zgazowanie węgla 3% 20% 77% Pesymistyczny

9 System chodnikowy podbierkowy, wydajność > 1000 t/dobę 31% 64% 5%Optymistyczny

**

1 Zautomatyzowana technologia eksploatacji kombajnowa o dużej wydajności 90% 10% Optymistyczny

2 Kompleksowe systemy mechanizacyjne drążenia wyrobisk korytarzowych 54% 43% 3% Optymistyczny

3 Systemy transportu (podwieszane i spągowe) z napędem własnym, eliminujące przeładunek na drogach transportu 93% 7% Optymistyczny

4 Urządzenia transportu pionowego z układami sterującymi nowej generacji 51% 49% Optymistyczny

5 Zautomatyzowana technologia eksploatacji strugowej o dużej efektywności 56% 42% 2% Optymistyczny

6Obudowa zmechanizowana o regulowanej podporności wstępnej on-line zmniejszająca energochłonność procesu skrawania i zwiększająca wypad grubych sortymentów

58% 41% 1% Optymistyczny

7 Zmechanizowana obudowa krzyżowania o regulowanej szerokości 85% 15% Optymistyczny

8 Automatyczny układ monitoringu sterowania odpylaniem wyrobisk korytarzowych, zintegrowany z kombajnem chodnikowym 75% 24% 1% Optymistyczny

9 Kompleksowe systemy klimatyzacji 79% 20% 1% Optymistyczny

10 Instalacja skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego z zastosowaniem silników zasilanych metanem 20% 79% 1% Zrównoważony

11 Systemy mechanizacji kotwienia wraz z układami monitoringu obudowy 65% 35% Optymistyczny

12 System transportu z wykorzystaniem samojezdnych wozów oponowych 62% 28% 10% Optymistyczny

1Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych, w zakresie procesów produkcji i bezpieczeństwa dla podziemnych zakładów górniczych, z wykorzystaniem zintegrowanych systemów bezpieczeństwa oraz telewizji przemysłowej

86% 14% Optymistyczny

2 Kompleksowe sterowanie procesami technologicznymi przeróbki 50% 50% Optymistyczny

3Nowoczesne rozwiązania w zakresie układów automatyzacji i sterowania systemami transportu: pionowego, szynowego, podwieszanego oraz taśmowego

58% 41% 1% Optymistyczny

4 Systemy monitorowania zagrożenia tąpaniami oraz wstrząsami budowane w oparciu o techniki cyfrowe 78% 21% 1% Optymistyczny

5 Nowoczesne systemy dyspozytorskie, oparte na technikach cyfrowych dla technologicznych procesów przeróbki 74% 25% 1% Optymistyczny

6Nowoczesne systemy cyfrowej teletransmisji przewodowej budowane w oparciu o kable miedziane i światłowodowe oraz transmisję bezprzewodową

48,7% 49,4% Zrównoważony

7Innowacyjne rozwiązania w zakresie systemowego zasilania i sterowania maszynami urabiającymi, obudową w wyrobiskach oraz urządzeniami i maszynami powierzchniowymi

34% 62% 4% Zrównoważony

1 Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia z obróbką najdrobniejszych ziaren metodami grawitacyjnymi 100% Optymistyczny

2 Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie uziarnienia z obróbką mułu metodami fizykochemicznymi 29% 68% 3% Zrównoważony

3 Wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia z tradycyjnym przygotowaniem węgla dla koksownictwa 68% 31% <,1% Optymistyczny

4 Wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie uziarnienia z nowym przygotowaniem węgla dla koksownictwa 100% Zrównoważony

w polskim górnictwie węgla kamiennego ma nikłe perspektywy stosowania** system chodnikowo podbierkowy został już wdrożony i jest aktualnie stosowany w kopalni „Kazimierz-Juliusz”

Pokłady o parametrach: - grubość h ł 2,5 m - prawie poziome a < 10° - węgle energetyczne, koksowe

RANGA TECHNOLOGII INNOWACYJNYCH

2

3

Pokłady o parametrach: - grubość 1,5 < h < 2,5 m - silnie nachylone i strome a > 35° - węgle energetyczne, koksowe

8

Ł A Ń C U C H Y T E C H N O L O G I I I N N O W A C Y J N Y C H P R O D U K C J I W Ę G L A K A M I E N N E G O Pokłady o parametrach: - grubość 1,5 < h < 2,5 m - prawie poziome a < 10° - węgle energetyczne, koksowe

Pokłady o parametrach: - grubość h Ł 1,5 m - prawie poziome a < 10° - węgle energetyczne, koksowe

GÓROTWÓR

Uwagi: 1. Zagrożenie tąpaniami 2. Zagrożenie klimatyczne 3. Zagrożenie metanowe i pożarowe

W A

R U

N K

I G

E O

L O

G I

C Z

N O

- G

Ó R

N I

C Z

E

E K

S P

L O

A T

A C

J I

Z Ł

Ó Ż

W

Ę G

L A

K

A M

I E

N N

E G

O

1Technologie

robót udostępniających

i przygotowawczych

GRAFIK ROZWOJU TECHNOLOGII INNOWACYJNYCH W GÓRNICTWIE WĘGLA KAMIENNEGO DO 2020 ROKU

Pokłady o parametrach: - grubość h Ł 1,5 m - słabo nachylone a = 1035° - węgle energetyczne, koksowe

Technologie podziemnej

eksploatacji złóż węgla kamiennego

Pokłady o parametrach: - grubość h Ł 1,5 m - silnie nachylone i strome a > 35° - węgle energetyczne, koksowe

OBSZARY TECHNOLOGICZNE

Pokłady o parametrach: - grubość 1,5 < h < 2,5 m - słabo nachylone a = 1035° - węgle energetyczne, koksowe

3

Pokłady o parametrach: - grubość h ł 2,5 m - słabo nachylone a = 1035° - węgle energetyczne, koksowe

Pokłady o parametrach: - grubość h ł 2,5 m - silnie nachylone i strome a > 35° - węgle energetyczne, koksowe

SCENARIUSZ

PRZEDZIAŁ CZASU

WDROŻENIA

Technologie mechanizacji

procesów eksploatacji węgla

kamiennego

4

Systemowe zasilanie, informatyka i automatyka

* pomimo wskazań respondentów, z uwagi na trudne warunki geologiczno-górnicze oraz wskazanie wykorzystania samodzielnej obudowy kotwiowej, system komorowo-filarow

5Technologie

przeróbki węgla kamiennego

1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2 2 22

2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 3

2 2 2 2 2 2 22

?

2

313

7. ZASADY MONITORINGU I CYKLICZNEGO PROWADZENIA FORESIGHTU BRANŻY WĘGLA KAMIENNEGO

7.1. Wprowadzenie

Najważniejszym celem projektu typu foresight jest tworzenie wizji rozwoju wy-branej dziedziny wiedzy, techniki, gospodarki, funkcjonowania społeczeństwa itp. Aby wizje takie mogły powstać i być względnie wiarygodne, ich twórcy powinni sto-sować właściwą metodykę postępowania i odpowiednie narzędzia badawcze. Ważne jest też rozróżnienie dwóch pojęć: przewidywanie i prognoza – różnica polega na tym, że w prognozie, oprócz przewidywania, zawarte jest też konstruowanie przyszłości (Wierzbicki)24. Dla długich okresów etap przewidywania zawsze jest obarczony wy-sokim prawdopodobieństwem wystąpienia nieprzewidywalnych zmian, uniemożliwia-jących proste rozszerzanie posiadanej wiedzy na przyszłość. Skutkiem tego jest ogólnie znana mała wiarygodność wszelkiego rodzaju długookresowych przewidywań i (w celu poprawienia skuteczności tego procesu [Kuciński 2006]): • konieczność stosowania heurystycznych metod analitycznych, • ciągły (powtarzalny) charakter procesu, • złożoność trybu postępowania.

Projekt typu foresight, który jest kombinacją przewidywań i prognoz, powinien zawierać również „element konstruowania przyszłości”, zapewniający wpływ na „bieg wydarzeń”. Są to oczywiście jedynie funkcje informacyjno-motywujące, których za-daniem jest wpływanie na świadomość decydentów odpowiedzialnych za kształt danej dziedziny w przyszłości oraz społeczeństwa partycypującego w funkcjonowaniu tej dziedziny. Taka rola projektów foresight znajduje odzwierciedlenie w definicji autor-stwa Ministerstwa Nauki i Informatyzacji (obecnie MNiSW), według której foresight …jest procesem kreowania kultury myślenia społeczeństwa o przyszłości, w którym zarówno naukowcy, inżynierowie, jak i przedstawiciele przemysłu czy pracownicy administracji publicznej, biorą udział w wyznaczaniu strategicznych kierunków roz-woju badań i rozwoju technologii, by tym samym przysporzyć gospodarce jak najwięk-szych korzyści ekonomicznych i społecznych.

Aby projekt foresight spełnił wyznaczoną rolę, musi być oparty na scenariuszach rozwoju technologii i sformułowanych tematach badawczo-rozwojowych, koniecz-nych do rozwiązania w analizowanej przyszłości, a także na cyklicznie przeprowa-dzonej weryfikacji jego wyników. Powinien być także prowadzony okresowy monitoring stanu branży, stanowiący płaszczyznę odniesienia do aktualności propo-nowanych scenariuszy oraz zakresu tematyki badawczej.

24 pte.pl/pliki/2/11/Nowa_Futurologia.pdf

314

7.2. Sposób pozyskiwania informacji

Do prowadzenia monitoringu okresowego foresightu branży węgla kamiennego niezbędne jest pozyskiwanie informacji o bieżącym stanie branży (technologii) oraz poziomie zaawansowania prowadzonych prac badawczo-rozwojowych. Dysponowa-nie takimi informacjami umożliwia ich porównanie oraz konfrontację z wynikami (produktami) projektu (rys. 7.1).

TEMATY B-R

KA

MIEN

NEG

O

BRANŻA WĘGLA

T E C H

N I K

A

E K O N O M I A

CYKLICZNYFORESIGHT

BRANŻY

DECY-DENCI

ZAPLE-CZE N-B

TECH

NO

LOG

IE

F O

R E

S I G H T Rys. 7.1. Schemat prowadzenia cyklicznego foresightu branży węgla kamiennego

Problem gromadzenia danych po zakończeniu realizacji projektu, wiąże się z pro-blemami organizacyjnymi i merytorycznymi.

Istotą problemów organizacyjnych jest formalny brak finansowania wszelkich działań związanych z procesem foresight. Harmonogram realizacji projektu przewidu-je utworzenie bazy danych o jego produktach (scenariuszach rozwoju technologii), ekspertach oraz tematach prac badawczo-rozwojowych, które, ulokowane w witrynie internetowej foresightu (foresightweglowy.pl), zapewnią dostępność do nich przez okres obejmujący powstałe prognozy funkcjonowania branży, czyli do 2020 roku. Aby strona internetowa spełniła swoją rolę, powinny z niej korzystać zainteresowane osoby, od których oczekuje się uzyskania informacji na temat projektu. Tak pozyska-ne subiektywne informacje, będą czymś w rodzaju badań ankietowych.

Drugi rodzaj informacji dotyczący stanu technologicznego branży, można okre-sowo (np. jeden raz w roku) pozyskiwać, korzystając ze statystyk ekonomiczno- -technicznych, gromadzonych przez Centralny Ośrodek Informatyki Górnictwa COIG SA (coig.pl). Należą do nich, na przykład systemy (bazy danych) „Produkcja” i „Koszty”, w których zawarto różnorodne, szczegółowe dane statystyczne. Korzysta-nie z tych danych może odbywać się na ogólnych zasadach komercyjnych, z uwzględ-nieniem prawnych aspektów dotyczących ochrony danych. Pojawiający się problem wyboru zestawu krytycznych parametrów powinien być rozwiązany z uwzględnie-niem specyfiki danych grup technologii oraz postaci ankiety delfickiej przeprowadzo-nej w zadaniach 4 i 5.

Monitoring oraz cykliczne prowadzenie foresightu branży powinny odbywać się w ramach konkretnych rozwiązań organizacyjnych. Na obecnym etapie realizacji pro-

315

jektu nie ma możliwości wskazania konkretnych propozycji, gdyż wykraczają one poza kompetencje grupy konsorcyjnej realizatorów projektu. Aby takie propozycje się pojawiły, w skład grupy muszą wejść instytucje związane ze sferami decyzyjnymi oraz administrującymi branżą. Rozwiązanie tego problemu powinno więc nastąpić w odrębnym trybie uzgodnień między zainteresowanymi stronami.

Merytoryczny problem gromadzenia danych niezbędnych do weryfikacji i cy-klicznego prowadzenia foresightu to przede wszystkim określenie tematyki i zakresu informacji. Odpowiednio do wymienionych wyżej dwóch kategorii źródeł informacji odpowiednie dane będzie cechować swoista specyfika. Pierwsza kategoria informacji ankietowych będzie pozyskiwana przez udzielanie odpowiedzi na zestaw pytań ankie-towych, zamieszczonych w odpowiednich oknach witryny internetowej foresightu węglowego. Pytania te będą podzielone na dwie grupy: • pytania ogólne, • pytania szczegółowe.

Pytania ogólne będą zadawane wszystkim odwiedzającym witrynę foresightwe-glowy.pl w postaci komunikatu o następującej treści:

Pytania ankietowe dla użytkowników witryny internetowej foresightu węglowego

Dziękujemy za wizytę na stronie internetowej projektu foresight „Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego” i zainteresowanie jego rezultatami. W celu weryfikacji trafności prognozowania wizji rozwoju branży górnictwa węgla kamiennego w Polsce, prosimy o odpowiedź na następujące pytania: 1) Czy w reprezentowanej przez Panią/Pana specjalizacji dostrzega Pani/Pan od

2009 roku zmiany (rozwój/regres) technologii wykorzystywanych w górnictwie? Jeżeli tak, to proszę je wymienić.

2) Na czym polegają wymienione przez Panią/Pana zmiany? 3) Czy, Pani/Pana zdaniem, w najbliższej przyszłości zmiany takie będą dalej nastę-

powały? Jeżeli tak, to proszę wymienić, których technologii będzie to dotyczyć. 4) Proszę wymienić uwarunkowania, których spełnienie umożliwi rozwój technologii

w Pani/Pana specjalności zawodowej. 5) Jaką specjalność zawodową Pani/Pan reprezentuje?

Pytania te dotyczą ogólnych zagadnień związanych z technologicznymi aspekta-mi funkcjonowania branży węgla kamiennego w przyszłości. Pozostawiają dużą swo-bodę wyboru dla pytającego, ale jednocześnie lokują się w sednie zagadnienia zrealizowanego projektu. Pytanie nr 4 nawiązuje do wykazu tematów badawczo- -rozwojowych, chociaż może być potraktowane szerzej. Stwarza to szansę na wnosze-nie nowych problemów, które mogą pojawić się w przyszłości, a dzisiaj są pominięte lub niedostatecznie wyeksponowane. Zbiory konkretnych odpowiedzi pozwolą na prostą i bezpośrednią weryfikację wizji rozwoju technologicznego, przedstawionych w projekcie.

Pytania szczegółowe będą odnosić się do konkretnych scenariuszy rozwoju tech-nologii oraz do grup tematów badawczo-rozwojowych. Dla technologii górniczych

316

podstawowych, górniczych pomocniczych, mechanizacyjnych oraz systemowej infra-struktury jest to jedno pytanie z możliwością czterech odpowiedzi:

Według Pani/Pana rozeznania, obecny stan technologii, z którą się Pani/Pan za-poznał, można ocenić jako (proszę zaznaczyć jeden wariant): • technologię zanikową, • technologię użytkowaną, • technologię rozwojową, • technologię nowatorską.

Dla tematów badawczo-rozwojowych jest to także jedno pytanie:

Proszę wskazać numery tematów badawczo-rozwojowych, które Pani/Pana zda-niem nie są w dostatecznym stopniu realizowane: …………………………………….

Odpowiedzi na pytanie dotyczące stanu technologii pozwolą na ocenę bieżącego ich rozwoju, a tym samym na jakościową ocenę prognoz przedstawionych w scenariu-szach. Wszelkie istotne odstępstwa od tych wizji powinny być podstawą do weryfika-cji sformułowanych przewidywań i podejmowania określonych działań. Podobnie, informacje uzyskane z odpowiedzi na pytanie odnoszące się do tematów badawczo- -rozwojowych pozwalają na ocenę postępów prac zaplecza badawczego i konstruk-cyjnego. Również w tym przypadku mogą one być inspiracją do podejmowania od-powiednich decyzji doraźnych i strategicznych.

Poruszony wątek sterowania rozwojem technologii i realizacją prac badawczych ujawnia problem kanału komunikacji projektu foresight z decydentami. Należy przy-jąć, że wszelkie informacje dotyczące monitoringu branży, a szczególnie wyników analizy danych, będą umieszczane w bazie danych, stanowiącej integralną część skła-dową witryny foresightu. Wobec tego w celu ustanowienia komunikacji z decydenta-mi, w algorytm oprogramowania witryny projektu, wpisano odpowiednią funkcję automatycznego powiadamiania o tych faktach wybranych instytucji i osób.

7.3. Techniczne aspekty pozyskiwania informacji

Podstawowym narzędziem zbierania informacji niezbędnych do cyklicznego pro-wadzenia foresightu branży węgla kamiennego będzie baza danych, znajdująca się na stronie internetowej projektu. Podczas projektowania i tworzenia systemu bazodanowe-go szczególną uwagę zwrócono na następujące aspekty: • informacja zgromadzona w bazie danych musi być dostępna dla użytkowników

w sieci internet, • część zgromadzonych w bazie informacji będzie wymagała ochrony przed nieu-

poważnionym dostępem, • informacja powinna być prezentowana w czytelnej i przyjaznej dla użytkownika

formie, • system powinien dawać możliwość wyszukiwania informacji.

317

Aby było możliwe skorzystanie z serwisu, jest konieczne posiadanie komputera z zainstalowaną przeglądarką internetową oraz dostęp do sieci internet. Zwrócono także szczególną uwagę na jego poprawną pracę z głównymi przeglądarkami obecny-mi na rynku (Microsoft Explorer, Firefox). Zestaw stron internetowych przeznaczo-nych do pobierania danych z bazy, cechuje się intuicyjną strukturą i może być wykorzystywany przez osoby o niewielkim doświadczeniu w pracy z komputerami.

Pytania ankietowe o ogólnym charakterze są prezentowane osobie odwiedzającej witrynę po zalogowaniu się na stronie internetowej, jeszcze przed otwarciem bazy danych. Natomiast informacje uzyskane z odpowiedzi są składowane i przechowywa-ne w odrębnym pliku w bazie danych. Plik ten jest dostępny jedynie z poziomu admi-nistratora witryny lub/i osób upoważnionych. W bazie danych znajduje się również lista instytucji i osób, które są powiadamiane o wynikach okresowej analizy stanu scenariuszy rozwoju technologii (cyklicznego foresightu branży).

Rys. 7.2. Struktura systemu udostępniającego dane z projektu foresight (baza danych)

318

7 . 3 . 1 . B a z a d a n y c h – t e c h n o l o g i e

W systemie bazodanowym zostały zgromadzone informacje na temat technologii stosowanych w górnictwie. Technologie te zostały podzielone na trzy podstawowe kategorie: technologie górnicze, technologie pomocnicze oraz technologie zasadniczej infrastruktury systemowej. Podział ten odzwierciedla przyjęta struktura bazy danych. W obrębie bazy powiązano technologie zgromadzone w danej grupie ze wspierający-mi je technologiami z pozostałych grup lub z technologiami, dla których dana techno-logia jest technologią wspierającą. Dzięki wprowadzonemu powiązaniu, użytkownik systemu ma możliwość zorientowania się, jakie technologie mogą, a jakie nie, ze sobą współpracować oraz stwierdzenia, jakie pełnią funkcje względem siebie. System umożliwia ponadto organizację technologii w ciąg technologiczny, podpowiadając użytkownikowi kryteria, jakie należy uwzględniać podczas wyboru kolejnych techno-logii wchodzących w skład ciągu. Aby umożliwić taką funkcjonalność, w bazie da-nych zgromadzono, powiązane z poszczególnymi technologiami, informacje na temat kryteriów wyboru technologii. Zdefiniowano też grupy technologii lub fragmentów ciągu technologicznego, które można stosować zamiennie, w zależności od wymagań użytkownika. Każdą możliwość opisano zestawem atrybutów określających, jakie czynniki powinny sugerować wybór określonej opcji.

Oprócz zestawiania ciągu technologicznego, użytkownik ma możliwość przeglą-dania charakterystyk poszczególnych technologii oraz wyszukiwania ich według przy-jętych kryteriów.

Pytanie ankietowe, dotyczące konkretnej technologii, jest prezentowane w mo-mencie, kiedy użytkownik, po zapoznaniu się z opisem, rozpocznie procedurę zamy-kania odpowiadającego jej okna. Odpowiedzi użytkowników są składowane (przechowywane) w osobnym pliku, dostępnym jedynie administratorowi witryny projektu i/lub osobom upoważnionym.

7 . 3 . 2 . B a z a d a n y c h – t e m a t y b a d a w c z o - r o z w o j o w e

Tematy badawczo-rozwojowe, wygenerowane w trakcie realizacji projektu, są umieszczone w bazie danych w postaci pliku formatu Microsoft Word. Tematy te zo-stały zgrupowane w czterech kategoriach: • technologie górnicze, • mechanizacja procesów górniczych, • systemowa infrastruktura, • przeróbka mechaniczna węgla.

Każda z tych kategorii jest dostępna osobno, tzn. można ją wywołać jako od-dzielne okno dialogowe. Przy operacji zamykania tego okna pojawia się pytanie ankietowe, dotyczące tej kategorii. Odpowiedzi użytkowników są składowane (prze-chowywane) w osobnym pliku dostępnym jedynie administratorowi witryny projektu i/lub osobom upoważnionym.

319

8. KIERUNKI PRAC BADAWCZO-ROZWOJOWYCH WYNIKAJĄCE Z PROJEKTU „SCENARIUSZE ROZWOJU TECHNOLOGICZNEGO PRZEMYSŁU WYDOBYWCZEGO WĘGLA KAMIENNEGO”

8.1. Wprowadzenie

Realizacji projektu „Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobyw-czego węgla kamiennego” towarzyszyły rozważania nad przyszłością technologii związanych z procesem wydobycia i przeróbki mechanicznej węgla kamiennego w Polsce. Opracowanie wizji technologicznego stanu branży w perspektywie 2020 roku, wiązało się z koniecznością: • zidentyfikowania i usystematyzowania obecnie stosowanych, najważniejszych

technologii górniczych, • oceny szans każdej z technologii na trwanie lub/i rozwój w przyszłości, • wyłonienia technologii już rozpowszechnionych i rozwojowych, • podania przewidywanych postaci technologii rozpowszechnionych i rozwojowych

w 2020 roku oraz scenariuszy ich rozwoju, • sformułowania najistotniejszych zagadnień warunkujących rozwój tych techno-

logii.

Pierwsze cztery etapy tworzenia wizji przyszłości technologii górniczych zosta-ły opisane w poprzednich rozdziałach niniejszej monografii (jak również w odpo-wiednich opracowaniach dokumentujących realizację projektu). W niniejszym rozdziale zostały sformułowane kluczowe zagadnienia, niezbędne do rozwiązania w przyszłości, od których zależy rozwój technologiczny górnictwa. Był to proces wieloetapowy. Rozpoznano najważniejsze parametry każdej z technologii, ich wza-jemne powiązania strukturalne w procesie wydobycia i przeróbki węgla. Przeprowa-dzono konfrontację ze stanem rozwoju różnego rodzaju ogólnych technologii bezpośrednio niezwiązanych z górnictwem oraz z istniejącymi i prognozowanymi warunkami prowadzenia robót górniczych. Ważna w przewidywaniu rozwoju tech-nologii górniczych była konieczność uwzględnienia w przyszłości zrównoważonego funkcjonowania branży górnictwa węgla kamiennego – zrównoważonego w odnie-sieniu do bezpieczeństwa pracy, ochrony środowiska oraz efektywności produkcji.

Specyfika poszczególnych grup technologii, o których jest mowa w rozdziale 5 niniejszej monografii, wymusiła analogiczny podział tematów badawczych, związa-nych z tymi dziedzinami. Należy również zaznaczyć, że złożoność procesu wydobycia i przeróbki węgla kamiennego skutkowała dużą liczbą zagadnień (tematów) badaw-czych, którą udało się skomasować jedynie w ograniczonym stopniu. Stan taki należy uznać za obiektywny, charakterystyczny dla tej dziedziny działalności człowieka oraz złożoności natury.

320

8.2. Tematy badawczo-rozwojowe

Wyniki pierwszej ankietyzacji wskazały na rzeczywiście ważne, z praktycznego punktu widzenia, zagadnienia warunkujące zrównoważony rozwój technologii górni-czych. Jednocześnie wskazały możliwości ich rozwiązania i przybliżony czas realiza-cji.

Druga tura ankietowania pozwoliła na zweryfikowanie ostatecznego zakresu tematów naukowo-badawczych, jak również ustaliła pożądane terminy ich realizacji. Tematy te (tab. 81) znalazły się w bazie danych na stronie internetowej foresightwe-glowy.pl. Oceniono również ważność (istotność) poszczególnych tematów w trzy-stopniowej skali: niska, średnia lub wysoka. Można przyjąć, że tematy z przypisaną wysoką ważnością, powinny być w przyszłości tematami priorytetowymi dla jedno-stek naukowo-badawczych, konstruktorów sprzętu górniczego, decydentów i innych instytucji odpowiedzialnych za funkcjonowanie branży wydobycia węgla kamiennego.

Sformułowane zagadnienia badawcze niezbędne do rozwiązania, należy trakto-wać jako wskazanie kierunku prowadzenia prac. Można się spodziewać, że część z nich zostanie rozwiązana w innych krajach niż Polska, a wówczas będzie konieczna ich aplikacja w naszym przemyśle. Można się także spodziewać, że część tematów związanych z bezpieczeństwem pracy będzie musiała być realizowana z powodu ewo-lucji przepisów prawnych w tym zakresie oraz oddziaływania opinii publicznej, coraz bardziej krytycznie postrzegającej występowanie sytuacji niebezpiecznych w życiu społecznym.

Odrębnym zagadnieniem jest możliwa i jednocześnie nieprzewidywalna zmiana cen rynkowych nośników energii. W przypadku ich istotnego wzrostu może ulec ra-dykalnemu przyśpieszeniu tempo realizacji prac badawczo-rozwojowych i ich wdra-żanie do praktyki górniczej.

Sygnalizowane powyżej uwarunkowania prawdopodobnie nie zmienią zasadni-czo zakresu i tematyki wymienionych w tabeli 8.1 zagadnień. Można wobec tego przyjąć, że wykaz ten powinien stanowić podstawę do opracowania w tym zakresie odpowiedniej strategii zarządzania sferą wspomagającą górnictwo węgla kamiennego w Polsce. Od racjonalnego postępowania będzie zależeć w dużym stopniu konkuren-cyjność tej branży, zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego kraju oraz stabilne, zrównoważone jej funkcjonowanie.

321

Tabela 8.1. Tematy prac naukowo-badawczych O

bsza

ry

tech

nolo

gicz

ne

Tytuł pracy Okres

realizacji pracy

Ocena ważności

1 2 3 4

Tech

nolo

gie

robó

t udo

stęp

niając

ych

i prz

ygot

owaw

czyc

h

Opracowanie nowych metod drążenia i systemów obudowy szybów 2008–2015 wysoka

Opracowanie nowych bardziej wydajnych metod transportu pionowego 2008–2015 wysoka

Doskonalenie systemów ciągnienia urobku w szybach 2008–2015 wysoka

Przeprowadzenie analizy porównawczej kosztów udostępniania złoża szybem pio-nowym i upadową 2008–2015 wysoka

Opracowanie nowych rozwiązań obudowy wyrobisk korytarzowych o długim okresie użytkowania, zmniejszenie kosztów tej obudowy i pracochłonności jej wykonania 2008–2015 wysoka

Kontynuacja prac nad usprawnieniem odstawy urobku taśmociągami, zapewnieniem właściwych warunków rozruchu taśmociągów, wprowadzeniem pełnej automatyki sterowania i kontroli ruchu tych urządzeń

2008–2015 wysoka

Kontynuacja prac nad usprawnieniem istniejących rozwiązań transportu materiałów w wyrobiskach pochyłych, sposobów zabezpieczeń poprawiających bezpieczeństwo transportu, załadunku i rozładowywania materiałów w wyrobiskach nachylonych

2008–2015 wysoka

Badania nad obudowami podporowymi poziomych wyrobisk udostępniających, które w większym niż aktualnie stopniu będą wykorzystywać własności nośne górotworu 2010–2020 średnia

Opracowanie skutecznych metod zabezpieczeń antykorozyjnych obudowy podporo-wej wykorzystywanej w wyrobiskach udostępniających 2010–2020 średnia

Opracowanie kotwi odpornych na tak zwaną korozję naprężeniową a także korozję materiałową, jaka zachodzi w warunkach długotrwałych obciążeń tej obudowy 2008–2015 wysoka

Opracowanie nowych rodzajów spoiw zapewniających stałą nośność kotwi w długim okresie użytkowania i skuteczną izolację materiału kotwi od korodującego środowi-ska

2008–2015 wysoka

Badania nad nowymi materiałami do iniekcyjnych sposobów wzmacniania skał ota-czających wyrobiska korytarzowe i technologiami ograniczenia wypiętrzania skał spągowych

2010–2020 średnia

Poprawienie efektywności urabiania kombajnami skał zwięzłych w przodkach wyro-bisk korytarzowych 2008–2015 wysoka

Dopracowanie technologii kotwienia skał karbońskich wyrobisk długotrwałych 2010–2020 średnia

Poszukiwanie nowych tańszych rozwiązań obudowy wyrobisk udostępniających 2008–2015 wysoka

Poszukiwanie możliwości większego wykorzystania nośności górotworu otaczające-go wyrobiska dla zapewnienia ich stateczności 2008–2015 wysoka

322

1 2 3 4

Tech

nolo

gie

podz

iem

nej e

kspl

oata

cji złóż

węg

la k

amie

nneg

o

Rozwój istniejących oraz wprowadzanie nowych metod prognozowania i monitoro-wania zagrożeń naturalnych (wstrząsami i tąpaniami, pożarowego i metanowego) 2008–2015 wysoka

Rozwój systemów wentylacji i klimatyzacji wyrobisk na dużych głębokościach 2008–2015 wysoka

Rozwój metod i środków zapewniających bezpieczeństwo oraz umożliwiających utrzymanie wysokiej koncentracji wydobycia w warunkach intensyfikacji zagrożeń naturalnych (tąpaniami, metanowe i klimatyczne)

2008–2015 wysoka

Wypracowanie nowych metod pasywnego i aktywnego zwalczania zagrożeń natural-nych oraz najmniej kolizyjnych zasad profilaktyki zagrożeń skojarzonych 2008–2015 wysoka

Modyfikacja sposobów prowadzenia wyrobisk korytarzowych w aspekcie zwiększenia postępów i zmniejszenia kosztów drążenia oraz poprawy warunków ich utrzymania 2008–2015 wysoka

Rozwój technologii górniczych korzystnych dla ochrony środowiska (gospodarcze wykorzystanie metanu, lokowanie odpadów, ograniczenie wpływów na powierzchnię, bezpieczeństwo powszechne)

2008–2015 wysoka

Doskonalenie technologii eksploatacji efektywnego wybierania rejonów pod obiekta-mi infrastruktury powierzchniowej 2008–2015 średnia

Optymalizacja sposobów przygotowania pól ścianowych wyrobiskami jedno lub wielonitkowymi oraz opracowanie efektywniejszych sposobów zabezpieczania skrzy-żowania ściany z wyrobiskiem przyścianowym, w tym jego utrzymywanie w otoczeniu zrobów

2008–2015 średnia

Rozwój technologii efektywnego wybierania pokładów cienkich 2008–2020 (2015) średnia

Optymalizacja ścianowych systemów eksploatacji do skrępowanych warunków geologiczno-górniczych (zaburzenia sedymentacyjne i tektoniczne, zaszłości eksplo-atacyjne, filary ochronne, wymogi ochrony powierzchni, zagrożenia naturalne)

2008–2020 (2015) średnia

Rozwój krótkofrontowych systemów eksploatacji, umożliwiających efektywne wybie-ranie obszarów resztkowych i uwolnionych filarów szybów 2008–2015 średnia

Rozwój technologii podziemnego zgazowania węgla po 2020 niska

Rozwój technologii efektywnego wybierania pokładów silnie nachylonych i stromych 2015–2020 niska

Tech

nolo

gie

mec

hani

zacj

i pro

cesó

w e

kspl

oata

cji

węg

la k

amie

nneg

o

System zabezpieczania sekcji obudowy zmechanizowanej przed dynamicznym oddziaływaniem górotworu 2008–2015 wysoka

Zwiększenie efektywności systemów drążenia wyrobisk korytarzowych przez zasto-sowanie kompleksowych systemów mechanizacyjnych z rozdzieleniem procesu drążenia i stawiania obudowy

2008–2015 wysoka

Rozwój ścianowej obudowy zmechanizowanej w aspekcie minimalizacji masy i dobo-ru podporności, oraz obudowy skrzyżowania i monitoringu obciążeń w strefie skrzy-żowania ściana–chodnik

2008–2015 wysoka

Zwiększenie skuteczności systemów odpylania wyrobisk chodnikowych, przez sto-sowanie większej wydajności urządzeń i automatycznej regulacji parametrów zasila-nia

2008–2015 średnia

Opracowanie efektywnej technologii eksploatacji pokładów cienkich 2008–2020 (2015)

średnia

Opracowanie systemu automatycznego sterowania kompleksem ścianowym, syste-my monitorowania środowiska górniczego w przodku i systemu transmisji teleinfor-matycznej

2015–2020 średnia

323

1 2 3 4

Tech

nolo

gie

mec

hani

zacj

i pro

cesó

w

eksp

loat

acji

węg

la k

amie

nneg

o Technologia wykorzystania metanu do zasilania energetycznego urządzeń chłodni-czych 2008–2015 średnia

Doskonalenie systemów ciągnienia, hamowania, sterowania i kontroli maszyny wyciągowej z uwagi na zwiększające się głębokości eksploatacji 2008–2015 średnia

Nowe bezpieczne technologie zbrojenia ścian i alokacji wyposażenia ścianowego z zastosowaniem ekologicznych źródeł napędu, w tym z zastosowaniem wozów oponowych

2008–2015 średnia

Opracowanie innowacyjnych technologii wiertniczych 2008–2015 średnia

Zastosowanie technologii kotwiowej w zmieniających się warunkach geomechanicz-nych 2008–2015 średnia

Układ kontroli położenia i sterowania maszyn wchodzących w skład autonomicznych kompleksów chodnikowych z systemem GPS 2015–2020 niska

Syst

emow

e za

sila

nie,

info

rmat

yka

i aut

omat

yka

Modernizacja systemów zagrożeń tąpaniami i wstrząsami w celu poprawy jakości dokonywanych pomiarów oraz zapewnienia ich niezawodności

2008–2020 (proces ciągły)

wysoka

Opracowanie nowoczesnych rozwiązań w zakresie systemów dyspozytorskich, w tym systemów bezpieczeństwa, w oparciu o najnowsze rozwiązania teoretyczne i technologiczne dotyczące łączności i monitorowania zagrożeń

2009- 2011 wysoka

Opracowanie nowoczesnych układów do monitorowania oraz sterowania nowocze-snymi procesami przeróbki węgla 2010–2012 średnia

Opracowanie nowoczesnych systemów cyfrowej transmisji danych dla zakładów górniczych budowanych w oparciu o kable miedziane, światłowodowe oraz łącza radiowe dla systemów dyspozytorskich, łączności, monitorowania pracy maszyn itp.

2009–2011 średnia

Opracowanie nowych rozwiązań dotyczących systemów zasilania oraz sterowania maszynami w wyrobiskach oraz na powierzchni zakładu górniczego 2010–2012 średnia

Opracowanie programów likwidacji zagrożeń BHP występujących w zakładach prze-róbki węgla oraz programów ograniczających ich szkodliwe oddziaływanie na środo-wisko naturalne (hałas, wibracje, emisja CO2 i SO2)

2008–2012 wysoka

Opracowanie nowoczesnego systemu monitorowania i automatycznej regulacji parametrów ilościowo-jakościowych wzbogacanego węgla

2010–2015 wysoka

Tech

nolo

gie

prze

róbk

i węg

la k

amie

nneg

o Opracowanie efektywnej technologii klarowania z flokulacją i odwadniania mecha-nicznego z pominięciem osadników zewnętrznych oraz regeneracji całości wód technologicznych i ponownym ich użyciem do procesów przeróbczych

2015–2020 średnia

Opracowanie nowych metod, procesów i środków chemicznych dla intensyfikacji odwadniania węgli drobnych i najdrobniejszych oraz odczynników dla głębokiej flotacji mułów w celu uzyskania koncentratów flotacyjnych o wysokiej koncentracji części stałych

2015–2020 średnia

Opracowanie nowych rozwiązań węzła klasyfikacji wstępnej opartych na jednostop-niowym przesiewaniu całości urobku węglowego

2010–2015 średnia

Opracowanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych osadzarek pulsacyjnych oraz algorytmów sterowania czynnikami pracy, dotyczących zwłaszcza wielokrotnego podrzutu wzbogacanego węgla

2015–2020 niska

324

9. PERSPEKTYWY ROZWOJU GÓRNICTWA WĘGLA KAMIENNEGO W POLSCE

9.1. Sytuacja na rynkach zbytu węgla

Rynek zbytu węgla można podzielić na: rynek węgla energetycznego i rynek wę-gla koksowego. Kryterium takiego podziału jest rodzaj sprzedawanego węgla.

Poniżej opisano sytuację na najważniejszych rynkach zbytu węgla energetyczne-go w 2007 roku: • Rynek rosyjski – w wyniku ograniczenia przewozu węgla koleją, zmniejszyły się

dostawy tego surowca do portów bałtyckich. Ceny węgla w Rosji w dostawach na-tychmiastowych w pierwszej połowie 2007 roku utrzymywały się na poziomie 58–61 USD/t, natomiast w II półroczu tego roku wzrosły, osiągając 68–100 USD/t. Głównym czynnikiem wpływającym na wysokość cen było duże zaintere-sowanie nabywców, przy jednocześnie ograniczonej podaży.

• Rynek azjatycki – na tym rynku sytuacja w podaży węgla była również napięta, a wpływ na tę sytuację miały cztery czynniki: - tłok w portach Australii i związane z tym oczekiwanie statków na redzie (kon-

gestia), - zwiększenie dostaw chińskiego węgla na rynek wewnętrzny, kosztem eksportu, - ograniczenia w podaży węgla na eksport w Indonezji, - znaczny wzrost zapotrzebowania na węgiel kamienny w Indiach. Na rynku australijskim ceny węgla wzrastały od 52 USD/t w styczniu 2007 roku do 65 USD/t w czerwcu 2007 roku. Węgiel chiński był oferowany średnio po ce-nie 66 USD/t. W II półroczu 2007 roku nadal utrzymywało się duże zapotrzebo-wanie na węgiel w rejonie Azji. Pod koniec listopada cena australijskiego węgla wzrosła do 97 USD/t. Jednak w związku z ograniczoną podażą węgla z Australii, Indonezji oraz Chin, rynek azjatycki pozostał do końca roku niezbilansowany.

• Rynek afrykański – ceny węgla z Republiki Południowej Afryki w ramach transa- kcji natychmiastowych w I półroczu 2007 roku wzrastały od 50 do 60 USD/t. W związku z ograniczoną podażą węgla z Kolumbii, Rosji oraz Indonezji, oferty na dostawy węgla z RPA spotykały się z dużym zainteresowaniem odbiorców. W II półroczu 2007 roku ceny węgla z RPA nadal wzrastały i w grudniu 2007 roku osiągnęły 93 USD/t. Na taki wzrost cen miała wpływ głównie sytuacja w po-daży węgla w rejonie Pacyfiku i związany z nią wzrost cen węgla australijskiego.

• Rynek europejski – wraz ze stopniowo wzrastającymi stawkami frachtowymi, ceny węgla w portach wyładowczych Europy Zachodniej również stale wzrastały – w styczniu 2007 roku średni miesięczny indeks węglowy dla transakcji bieżą-cych wyniósł 68,52 USD/t, natomiast w marcu – 72,27 USD/t. Łagodniejsze wa-runki atmosferyczne, duże zapasy wody zgromadzone w hydroelektrowniach krajów skandynawskich i zmniejszony popyt na energię elektryczną spowodowa-ły, że zapotrzebowanie na węgiel wśród elektrowni europejskich znacznie zmniej-szyło się. Pomimo spadającego zapotrzebowania na węgiel producentów energii

325

elektrycznej w Europie, w lipcu 2007 roku ceny w portach wyładowczych wzrosły (notowania indeksu węglowego wyniosły 78,57 USD/t). Przyczyną tego wzrostu były umacniające się stawki frachtowe. Spadek dostaw węgla realizowanych przez głównych producentów, przy utrzymującym się wysokim popycie w rejonie Azji oraz trudnej sytuacji w podaży i przy dynamicznym wzroście stawek przewozo-wych, znalazł swoje odbicie w znacznym wzroście cen tego surowca. Dodatkowo na rynek węgla miały również wpływ rekordowo wysokie notowania cen ropy naf-towej. W październiku, listopadzie i grudniu 2007 roku indeks węglowy wyniósł odpowiednio: 115,24 USD/t, 127,71 USD/t i 127,63 USD/t.

Tabela 9.1. Średnia wartość indeksu węglowego w latach 2006–2007 (Sprawozdanie… 2008).

2006 2007 Wzrost

Średnioroczna wartość indeksu węglowego, USD/t 63,9 88,52 24,62 (38,5%)

Na zagranicznym rynku zbytu węgla koksowego, w styczniu 2007 roku doszło do podpisania kontraktu między grupą BHP Billiton a indyjskimi stalowniami SAIL na dostawy węgla koksowego w cenie 96,50 USD/t, co w porównaniu z 2006 rokiem (114,50 USD/t) oznaczało zmniejszenie jego ceny o 16,5%. W marcu 2007 roku za-warto także serię transakcji na dostawy węgla koksowego między dostawcami z USA a odbiorcami europejskimi. Na ich podstawie można było określić ceny węgli amery-kańskich dla europejskich odbiorców w 2007 roku: • węgle typu prime o niskiej zawartości części lotnych – 103,00 USD/t (2006 r.:

113 USD/t) – obniżenie ceny o 8,8%, • węgle o niskiej zawartości popiołu i wysokich częściach lotnych – 102,00 USD/t

(2006 r.: 108–109 USD/t) ) – obniżenie ceny o 6,4%, • węgle o wysokiej zawartości popiołu, siarki oraz części lotnych – 99,90 USD/t

(2006 r.: 105–106 USD/t) – obniżenie ceny o 5,8%, • węgle o niższej jakości dla odbiorców w Europie Wschodniej – 96,00 USD/t

(2006 r.: 96–105 USD/t) – obniżenie ceny o około 8,6%,

Taką tendencję zniżkową można również zauważyć w transakcjach dostaw węgla z Kanady. Kanadyjski producent węgla Elk Valley, po dokonaniu wstępnego bilansu sprzedaży eksportowej na rok fiskalny 2007, określił średnią cenę węgla w dokona-nych transakcjach, która z 107 USD/t w 2006 roku, spadła do 91 USD/t FOB (o 15%).

9.2. Rola węgla jako źródła energii

Bez udziału energii nie może funkcjonować ani przemysł, ani transport, ani pro-dukcja żywnościowa itd. Rozwój nowoczesnego życia gospodarczego i funkcjonowa-nie całego społeczeństwa są uzależnione od dostaw energii. W polskiej gospodarce dostawy energii są ściśle powiązane z eksploatacją złóż surowców energetycznych, w tym węgla kamiennego. Polska gospodarka energetyczna oparta jest na paliwie węglowym zarówno na węglu kamiennym, jak i brunatnym. W trakcie prac nad roz-wojem technologicznym kompleksu paliwowo-energetycznego wypracowano dwa

326

warianty rozwoju technologii w gospodarce energetycznej (Scenariusze rozwoju… 2007): referencyjny i alternatywny. Prognozowane zużycie nośników pierwotnych w wariancie referencyjnym i alternatywnym przedstawiono w tabelach 9.2–9.3.

Tabela 9.2. Prognozowana wielkość zużycia nośników pierwotnych w wariancie referencyjnym prognozy ARE

Paliwo Jednostka Rok

2005 2010 2015 2020 2025 2030 Węgiel kamienny tys. t 78 280 88 825 92 141 94 548 100 848 108 315 Węgiel brunatny tys. t 62 759 63 158 64 070 52 850 52 805 50 306 Ropa naftowa tys. t 22 523 24 503 26 690 28 470 30 700 33 474 Gaz ziemny mln m3 13 629 15 461 17 613 19 961 22 682 25 018

Tabela 9.3. Prognozowana wielkość zużycia nośników pierwotnych w wariancie alternatywnym prognozy ARE

Paliwo Jednostka Rok

2005 2010 2015 2020 2025 2030 Węgiel kamienny tys. t 78 230 88 825 92 359 91 971 93 583 93 206 Węgiel brunatny tys. t 62 759 63 158 54 136 47 412 50 651 55 354 Ropa naftowa tys. t 22 523 24 503 26 571 28 103 30 143 32 699 Gaz ziemny mln m3 13 629 15 461 18 483 21 397 24 314 28 523

W scenariuszu referencyjnym założono rozwój technologii w obszarze gospodar-ki energetycznej, który zapewnia prawie pełne wykorzystanie krajowych źródeł ener-gii pierwotnej. Przyjęto także spełnienie odpowiednich wymogów prawnych (krajowych i UE), dotyczących udziału energii odnawialnej w bilansie energetycznym oraz emisji zanieczyszczeń, w tym przede wszystkim emisji dwutlenku węgla. Niska cena dwutlenku węgla w systemie handlu emisjami nie jest decydującym czynnikiem ekonomicznym, wymuszającym stosowanie na dużą skalę rozwiązań w celu zmniej-szenia emisji. Ze względu na stosowane aktualnie technologie wykorzystania węgla, w scenariuszu wskazano technologie jego przygotowania do spalania, z uwzględnie-niem konieczności uzyskania surowca o odpowiednich własnościach.

W scenariuszu alternatywnym, inaczej niż w referencyjnym, założono wysokie ceny dwutlenku węgla, które powodują ukierunkowanie rozwoju technologicznego na realizację zadań w celu minimalizacji emisji tego gazu. Analogicznie, jak w scenariu-szu poprzednim, zostały uwzględnione warunki wykorzystania krajowych źródeł energii pierwotnej oraz wymogi dotyczące emisji, a także udziału energii odnawialnej w bilansie energetycznym.

Ekonomiczne aspekty, związane z ceną dwutlenku węgla, wymuszają, na swój sposób, intensyfikację prac badawczo-rozwojowych dotyczących nowych niskoemi-syjnych technologii. Ze względu na technologie spalania węgla, przewiduje się wpro-wadzenie zmodernizowanych i głęboko zmodernizowanych układów przeróbki węgla.

Reasumując, należy stwierdzić, że węgiel kamienny w świetle badań prowadzo-nych przez zespoły ekspertów, będzie bazowym składnikiem zużycia nośników pierwotnych. Dlatego warto podkreślić potrzebę zwiększania inwestycji w przemyśle wydobywczym węgla kamiennego.

327

Stworzone scenariusze rozwoju energetycznego Polski na lata 2005–2030, uwzględniają wytwarzanie i zużycie energii z węgla kamiennego i potwierdzają, że węgiel jest dominującym paliwem w produkcji energii elektrycznej w Polsce, bowiem pochodzi z niego około 95% produkowanej energii elektrycznej. W ogólnym bilansie produkcji energii elektrycznej około 55% to produkcja energii z węgla kamiennego, a około 40% to produkcja z węgla brunatnego (Strategia... 2007).

Największymi grupami konsumentów paliwa węglowego są: • energetyka zawodowa, • koksownictwo.

Do pozostałych odbiorców należą: • przemysł (cementowy, chemiczny, papierniczy, spożywczy), • ciepłownictwo (ciepłownie komunalne), • drobni odbiorcy węgla – instytucjonalni i indywidualni.

Produkcję węgla kamiennego w Polsce, według danych zawartych w „Informacji o przebiegu restrukturyzacji…” (2007), przedstawiono w tabeli 9.4.

Tabela 9.4. Produkcja węgla kamiennego w Polsce w latach 2004–2007

Wydobycie, tys. t Różnica Dynamika

2005/2004 2006/2007 2005/2004 2006/2007 Rok 2004 2005 2006 2007 tys. t tys. t % % Wydobycie ogółem 99 269,8 97 109,0 94 404,8 87 406,8 –2160,8 –6998 97,8 92,6 Węgiel energetyczny 82 744,4 83 037,7 79 833,8 73 770,4 293,3 –6063,4 100,4 92,4 Węgiel koksowy 16 525,4 14 071,3 14 571 13 636,4 –2454,1 -934,6 85,1 93,6

Wydobycie węgla energetycznego w 2007 roku w porównaniu z 2006 rokiem, zmniejszyło się o 7,6%, natomiast węgla koksowego o 6,4%.

Obecnie koszt produkcji węgla kamiennego kształtuje się na poziomie 18–20% całkowitego kosztu produkcji energii elektrycznej (od 300 do 360 zł/MWh). Przewi-duje się, że w najbliższych latach może nastąpić znaczący wzrost cen energii elek-trycznej, z uwagi na konieczność poniesienia wysokich nakładów na inwestycje zarówno w sektorze energetycznym, jak również w sektorze górnictwa węgla kamien-nego. Wzrost kosztów produkcji węgla kamiennego, a w konsekwencji cen energii elektrycznej, będzie spowodowany zarówno zwiększeniem głębokości eksploatacji, jak i koniecznością ograniczania negatywnego oddziaływania działalności górniczej na środowisko (Strategia... 2007).

Cena energii elektrycznej produkowanej z węgla należy obecnie do najniższych, jeśli porówna się ją z cenami energii pochodzącej z innych nośników energetycznych. Uwzględniając sytuację na światowych rynkach ropy naftowej oraz gazu ziemnego, cena energii elektrycznej z węgla w najbliższym czasie, w porównaniu z ceną energii elektrycznej pochodzącej z innych nośników, nadal będzie należała do najniższych.

Podobnie jest w przypadku ceny ciepła produkowanego z węgla. Jego cena jest niższa od ceny ciepła produkowanego z innych nośników. Średnie ceny ciepła wytwo-rzonego z różnych rodzajów paliw (bez wliczania usługi przemysłowej) podano w tabeli 9.5.

328

Tabela 9.5. Średnia cena ciepła wytworzonego z różnych rodzajów paliw Rodzaj paliwa Średnia cena wytworzonego ciepła, zł/GJ

Węgiel kamienny 22,61Węgiel brunatny 17,07Olej opałowy lekki 53,08Olej opałowy ciężki 23,75Gaz ziemny wysokometanowy 32,99Biomasa 23,82Biogaz 22,95Odpady komunalne 35,15Źródło: (Strategia… 2007): średnia cena wytworzonego ciepła = przychodowi ze sprzedaży ciepła wy-tworzonego [tys. zł]/sprzedaż ciepła [GJ] – obliczona z 95% wszystkich przedsiębiorstw posiadających koncesje na działalność ciepłowniczą.

9.3. Zasoby, sprzedaż, produkcja

Stan zapasów węgla kamiennego ogółem w kopalniach na koniec 2007 roku wyniósł 2256,8 tys. ton. W porównaniu ze stanem na koniec grudnia 2006 roku był on mniejszy o 999,2 tys. ton. Wzrost stanu zapasów na koniec grudnia 2007 roku w od-niesieniu do 2006 roku nastąpił jedynie w Katowickiej Grupie Kapitałowej i wyniósł 20,3 tys. ton. W spółkach węglowych oraz w kopalniach-spółkach zapasy węgla ka-miennego zmniejszyły się o: • 821,2 tys. ton w Kompanii Węglowej SA, • 140,8 tys. ton w kopalniach-spółkach, • 57,5 tys. ton w Jastrzębskiej Spółce Węglowej SA.

Uśredniając wystarczalność zasobów operatywnych zalegających na poziomach czynnych i w budowie, przy planowanym przez spółki węglowe poziomie wydobycia na lata 2006–2015, wynosi ona około 27 lat, natomiast średnia wystarczalność zaso-bów operatywnych w skali całego sektora, przy poziomie wydobycia poszczególnych kopalń planowanym na lata 2006–2015, wynosi około 40 lat.

W latach 2006–2015 zostanie zakończona eksploatacja zasobów operatywnych na osiemnastu poziomach wydobywczych, w tym na dwunastu poziomach wydobyw-czych w Kompanii Węglowej SA, czterech poziomach wydobywczych w Katowickim Holdingu Węglowym SA oraz na dwóch poziomach wydobywczych w Jastrzębskiej Spółce Węglowej SA (Strategia…2007).

Wielkość zasobów węgla kamiennego w 2006 roku oraz przewidywaną w latach 2015 i 2020, według spółek węglowych, przedstawiono w tabeli 9.6.

W sprzedaży ogółem węgla kamiennego, w latach poprzednich można zaobser-wować następujące zmiany: • w latach 2003–2004 sprzedaż utrzymywała się na niezmienionym poziomie, • w 2005 roku w porównaniu z 2004 rokiem nastąpił jej spadek o 4,6%, • w 2006 roku sprzedaż węgla ogółem uległa dalszemu obniżeniu, do 93,4 mln ton

(o 0,9% w porównaniu z 2005 r.), • sprzedaż węgla kamiennego ogółem w 2007 roku wyniosła 86887,1 tys. ton

i w porównaniu z 2006 rokiem zmniejszyła się o 6641,7 tys. ton (o 23,4%).

329

Tabela 9.6. Wielkość zasobów węgla kamiennego, mln t

Kopalnia Rok Całkowite zasoby węgla kamiennego

przemysłowe operatywne

Kompania Węglowa SA

2006 3257 19602015 2605 15322020 2395 1322

dynamika 2020/2006 73,65% 67,5%

Katowicka Grupa Kapitałowa

2006 1094 6422015 840 4772020 744 381

dynamika 2020/2006 68% 59,3%

Jastrzębska Spółka Węglowa SA

2006 423 2682015 554 3542020 486 286

dynamika 2020/2006 115% 106,9%

LW Bogdanka

2006 316 2432015 380 2772020 331 228

dynamika 2020/2006 104,8% 93,8%

KWK Budryk SA

2006 343 2362015 0 02020 0 0

dynamika 2020/2006 - -

Południowy Koncern Węglowy SA

2006 601 3432015 512 2912020 483 262

dynamika 2020/2006 80,3% 76,5%

Razem

2006 6033 36922015 4891 29312020 4439 2479

dynamika 2020/2006 73,6% 67,2%Źródło: (Sprawozdanie… 2008).

Wielkość sprzedaży według kierunków oraz głównych odbiorców krajowych w latach 2003–2007 przedstawiono w tabeli 9.7 (Strategia... 2007):

Tabela 9.7. Wielkość sprzedaży węgla kamiennego według kierunków oraz głównych odbiorców krajowych w latach 2003–2007

Wyszczególnienie Sprzedaż w latach, tys. t

Dynamika2004/ 2005/ 2006/ 2007/ 2003 2004 2005 2006

2003 2004 2005 2006 2007 % % % % Sprzedaż ogółem: 98 525,7 98 851,1 94 257,1 93 528,8 86 887,1 100,3 95,4 99,2 92,9 – wywóz do UE i eksport 20 023,6 20 791,6 19 549,8 15 770,8 12 078,9 103,8 94,0 80,7 76,6 – kraj, w tym: 78 502,1 78 059,5 74 707,3 77 758,0 74 808,2 99,4 95,7 104,1 96,2

- energetyka zawodowa 36 215,0 37 792,3 39 741,9 41 388,1 41 709,3 104,4 105,2 104,0 100,8 - energetyka przemysłowa 832,5 601,5 1386,7 1139,3 1316,6 72,3 230,5 100,3 94,6 - ciepłownie przemysłowe

i komunalne 2045,1 4547,4 4884,6 4720,8 4884,9 222,4 107,4 96,6 103,5

- inni odbiorcy przemysłowi 2055,7 1884,9 1269,0 1025,1 832,6 91,7 67,3 80,8 81,2 - koksownie 13 367,2 13 129,8 10 649,8 11 138,7 11442,6 98,2 81,1 104,6 102,8 - pozostali odbiorcy krajowi 23 986,6 20 103,6 16 775,3 18 094,0 14622,2 83,8 83,4 107,9 80,8

Sprzedaż węgla kamiennego na rynek krajowy w latach 2003–2006 charaktery-zowała się zwiększeniem sprzedaży dla energetyki zawodowej, energetyki przemy-słowej, ciepłowni przemysłowych i komunalnych oraz zmniejszeniem sprzedaży

330

w grupie „inni odbiorcy przemysłowi”, do koksowni i do grupy „pozostali odbiorcy krajowi”. Grupa „pozostali odbiorcy krajowi” obejmuje między innymi: gospodarstwa domowe, przedsiębiorstwa produkcyjno-handlowe, gospodarstwa rolnicze, ogrodnic-two, administrację państwową i innych odbiorców.

W 2007 roku sprzedaż ogółem węgla do celów energetycznych wyniosła 73165,7 tys. ton (82% ogólnej sprzedaży węgla).

Sprzedaż ogółem węgla do celów energetycznych, według podstawowych sorty-mentów w 2006 i 2007 roku przedstawiono w tabeli 9.8.

Tabela 9.8. Sprzedaż ogółem węgla energetycznego w latach 2006–2007

Sortymenty węgla

Sprzedaż

2006 tys. t

2007 tys. t

różnica 2007/2006

tys. t

dynamika %

Ogółem węgiel do celów energetycznych 78 678,4 73 165,7 –5512,7 93 - sortymenty grube 6951 5361,1 –1589,9 77,1 - sortymenty średnie i drobne 2776,8 2492,3 –284,5 89,8 - miały 67 988,1 64 379,4 –3608,7 94,7 - pozostałe sortymenty 962,5 932,9 –29,6 96,9

Sprzedaż węgla do koksowania w 2006 i 2007 roku według typów węgla przed-stawiono w tabeli 9.9.

Tabela 9.9. Sprzedaż ogółem węgla koksowego w latach 2006–2007

Typ węgla Sprzedaż

2006 tys. t

2007tys. t

różnica 2007/2006tys. t

dynamika%

Ogółem węgiel koksowy 14 850,4 13 721,4 –1129 92,4 - typ 34.1 1099,8 1039,1 –60,7 94,5 - typ 34.2 3241,1 3727,1 486 115 - typ 35.1 7949,2 7024,9 –924,3 88,4 - typ 35.2B 2560,3 1930,3 –630 75,4

Sprzedaż węgla koksowego w latach 2006–2007 charakteryzował wzrost o 2,8% sprzedaży węgla na rynku krajowym oraz spadek sprzedaży węgla na eksport o 38,7%.

W latach 2003–2006 nastąpił stały wzrost średniej ceny węgla energetycznego i koksowego, ogółem (loco kopalnia). Kształtowanie się średniej ceny zbytu węgla energetycznego i koksowego w latach 2003–2006 przedstawiono w tabeli 9.10 (Strategia… 2007, Sprawozdanie… 2008):

W ciągu ostatnich kilkunastu lat w Polsce był zauważalny znaczący spadek sprzedaży węgla. Porównując lata 1993 i 2004 spadek ten wyniósł prawie 27%. Kierunki sprzedaży węgla kamiennego ogółem według głównych odbiorców w latach 2006–2007 zostały przedstawione w tabeli 9.11, a sprzedaż w połączeniu z wydoby-ciem, ceną oraz stanem zapasów na rysunku 9.1.

331

Tabela 9.10. Średnia cena zbytu węgla energetycznego i koksowego

Rok Średnia cena zbytu węgla energetycznego ogółem (loco kopalnia), zł/t

Średnia cena zbytu węgla energetycznego ogółem (loco kopalnia), zł/t

2003 133,38 192,992004 155,36 350,772005 161,87 365,172006 164,48 285,092007 170,65 299,75

Tabela 9.11. Kierunki sprzedaży węgla kamiennego według głównych odbiorców

Lp. Wyszczególnienie 2006 2007 Różnica

kol. 6–kol. 2

Różnica kol. 8 – kol. 4 grudzień udział

% od począt-

ku roku udział

% grudzień udział %

od początku roku

udział%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Sprzedać ogółem 7 152 026 100,0 93 528 769 100,0 6 707 270 100,0 86 887 146 100,0 –444 756 –6 641 623 2 Sprzedaż krajowa razem 6 316 724 88,3 77 757 943 93,1 6 129 866 91,4 74 808 208 86,1 –186 858 –2 949 735 3

z te

go

energetyka zarodowa 3 544 954 49,6 41 388 030 44,3 3 282 380 48,9 41 709 284 48,0 –262 574 321 254 4 energetyka przemysłowa 133 791 1,9 1 391 324 1,5 112 151 1,7 1 316 623 1,5 –21 640 –74 701

5 ciepłownie przemysłowe i komunalne 402 918 5,6 4 720 840 5,0 529 702 7,9 4 834 872 5,6 126 784 164 032

6 inni odbiorcy przemysłowi 81 105 1,1 1 025 080 1,1 56 792 0,8 832 610 1,0 –24 313 –192 470 7 koksownie 1 015 277 14,2 11 136 310 11,9 863 743 12,9 11 442 648 13,2 –151 534 306 338 8 pozostali odbiorcy krajowi 1 138 679 15,9 18 096 359 19,3 1 285 098 19,2 14 622 171 16,8 146 419 –3 474 188 9 Wywóz do UE i eksport – razem 835 302 11,7 15 770 826 16,9 577 404 8,6 12 078 938 13,9 –257 898 –3 691 888

10

z te

go przez Węglokoks SA 710 140 9,9 14 227 759 15,2 478 182 7,1 10 495 054 12,1 –231 958 –3 732 705

11 przez innych pośredników 17 420 0,2 171 803 0,2 9 324 0,1 192 830 0,2 –8 096 21 027 12 bezpośrednio przez kopalnie 107 742 1,5 1 371 264 1,5 89 898 1,3 1 391 054 1,6 –17 844 19 790

Rys. 9.1. Wydobycie, sprzedaż, cena zbytu oraz stan zapasów węgla kamiennego w 2007 roku

(Sprawozdanie … 2008)

9.4. Rozwój technologii produkcji górniczej

Górnictwo węgla kamiennego jest gałęzią przemysłu, która się ciągle rozwija, a głównymi kierunkami zmian są: • rekonstrukcja i modernizacja istniejących kopalń, • budowa nowych poziomów wydobywczych, • doskonalenie systemów eksploatacji,

332

• stosowanie nowoczesnych systemów mechanizacji, elektryfikacji, automatyzacji i informatyzacji,

• wzrost kwalifikacji załóg, • usprawnienie organizacji.

Stały postęp technologiczny stał się możliwy dzięki istniejącej bazie naukowo- -badawczej i projektowo-konstrukcyjnej, w której znaczący udział ma zaplecze produ-centów maszyn i urządzeń górniczych oraz dynamicznie rozwijająca się współpraca z zagranicznymi firmami. Najważniejszym kierunkiem rozwoju technologicznego po-winno być dążenie do jak największego wydobycia z jednej kopalni.

Obecnie zachodzi potrzeba podniesienia wydobycia w kopalniach istniejących, a może to nastąpić w wyniku ich restrukturyzacji. Głównymi kierunkami działania w tym zakresie powinny być: • restrukturyzacja pozioma lub pionowa, która prowadzi do koncentracji wydobycia,

uzyskiwanej przez dalsze ograniczenie liczby szybów i poziomów kopalnianych lub koncentracji wydobycia osiąganej przez uintensywnienie wybierania z po-szczególnych ścian, przy równoczesnym ograniczeniu ich liczby,

• konsolidacja kopalń, która polega na łączeniu kopalń istniejących, w celu lepszego wykorzystania złoża, majątku i posiadanych załóg górniczych oraz, jeśli zachodzi potrzeba, ich właściwego uzupełnienia.

Restrukturyzacja kopalni węgla kamiennego powinna przede wszystkim zmierzać do tego, aby uzyskać wydobycie z zasobów przemysłowych zalegających w czynnych poziomach kopalnianych. Należy wziąć pod uwagę zasoby zawarte w filarach ochron-nych szybowych i innych, które mogą być przedmiotem efektywnej ekonomicznie pro-dukcji. Rozwój technologii górniczej stwarza właśnie takie możliwości. Należy również założyć, że eksploatowanie istniejących poziomów powinno trwać jak najkrócej, okres przygotowania poziomu do eksploatacji powinien także ulegać skróceniu, a dowolna wielkość wydobycia z poziomu powinna być zdecydowanie większa niż obecnie. Ana-logiczne zasady funkcjonowania dużych zakładów górniczych obowiązują we wszyst-kich efektywnych ekonomicznie górnictwach węgla kamiennego.

Układ przestrzenny wyrobisk udostępniających i przygotowawczych, i nowocze-sne technologie produkcji oparte na właściwych rozwiązaniach technicznych, idą w kierunku automatyzacji i informatyzacji procesu produkcji na dole.

W sferze udostępniania ewolucja będzie polegać głównie na unowocześnianiu sposobów drążenia, modernizacji obudowy i wykorzystywaniu w większym stopniu własności nośnych górotworu, po uprzednim jego wzmocnieniu. Należy przewidywać dalszą modernizację urządzeń wyciągowych, polegającą na poprawie rytmiczności ciągnienia urobku, przez wdrożenie nowoczesnych systemów sterowania i automaty-zacji procesu transportu pionowego.

W przypadku udostępniania upadowymi, ewolucja od stanu obecnego do docelo-wego, będzie możliwa tylko w nowo udostępnionych polach pokładów o ograniczonej głębokości zalegania. Rozwiązanie to będzie można zastosować do udostępniania zaso-bów, zamiast pogłębiania istniejących szybów. Wyrobiska takie byłyby drążone do zło-ża z przecznic czy przekopów wykonanych w najniżej położonym poziomie kopalni.

333

W zakresie technologii udostępniających i przygotowawczych wyróżnia się robo-ty, w których stosuje się: • urabianie mechaniczne, • urabianie przez wiercenie i strzelanie materiałem wybuchowym.

W zakresie pierwszej z tych technologii należy w szczególności przewidywać: • wprowadzenie systemów zdalnego sterowania kombajnem i monitorowania jego

pracy, • zbadanie możliwości wdrożenia sytemu AVSA do drążenia wyrobisk korytarzo-

wych w warunkach GZW, • opracowanie nowych narzędzi urabiających, opracowanie i wykonanie konstrukcji

organów urabiających, wykorzystujących nowe rozwiązania, • opracowanie konstrukcji i produkcja samojezdnej platformy roboczej dla transpor-

tu i montażu obudowy wyrobisk korytarzowych.

W zakresie robót wykorzystujących technologię urabiania przez wiercenie i strze-lanie materiałami wybuchowymi, należy przewidywać: • wdrożenie systemu do nadążnego sterowania parametrami wiertarki, • wprowadzenie wozów wiertniczych dwuramionowych, • wdrożenie układu kontroli i sterowania pracy wysięgników wozu wiertniczego, • opracowanie konstrukcji i uruchomienie produkcji samojezdnej platformy robo-

czej dla transportu i montażu obudowy wyrobisk.

Systemy eksploatacyjne wybierania złóż są powiązane z systemami mechaniza-cyjnymi, systemami zasilania, informatyki i automatyki.

Podstawowym systemem wybierania złóż węgla kamiennego w Polsce pozostaną systemy ścianowe w różnych odmianach, z wyraźną przewagą systemu podłużnego lub diagonalnego z zawałem stropu.

Główne kierunki rozwoju systemów ścianowych będą zmierzały do podniesienia poziomu bezpieczeństwa i poprawy ich efektywności przez: • poprawę niezawodności poszczególnych elementów wyposażenia, • opracowanie skutecznej konstrukcji tamy samoprzesuwnej w systemach z pod-

sadzką hydrauliczną, • rozwój techniki strugowej wykorzystywanej w wybieraniu pokładów o miąższości

poniżej 1,5 m, • modyfikację wykonywania i poprawy warunków utrzymania wyrobisk przyścia-

nowych, w tym skrzyżowań ze ścianą, • poprawę wychodu grubych sortymentów, • lepsze dostosowanie do warunków zagrożeń naturalnych, zwłaszcza zagrożenia

tąpaniami, pożarowego i metanowego, • stosowanie zdalnych systemów sterowania i automatyki.

Złoża resztkowe, zlokalizowane w obrębie filarów oraz parcel o nieregularnych kształtach, będą stopniowo wymuszały stosowanie systemów krótkofrontowych, zwłaszcza systemów ubierkowych (filarowo-ubierkowych) i chodnikowych, których głównymi atutami są: • możliwość stosowania znanej i powszechnie stosowanej mechanizacji robót wy-

bierkowych,

334

• znaczna elastyczność, umożliwiająca adaptację do zmiennych warunków górni-czo--geologicznych pokładów węgla,

• możliwość wybierania parcel eksploatacyjnych o skomplikowanych kształtach, • możliwość lokowania odpadów górniczych i energetycznych w pustkach po-

eksploatacyjnych, • znacznie ograniczone wpływy eksploatacji na powierzchnię (system chodnikowy).

Podstawowe kierunki rozwoju krótkofrontowych systemów ubierkowych w znacz-nym stopniu będą zbieżne z kierunkami założonymi dla systemów ścianowych; pojawią się jednak dodatkowe pola działań, takie jak: • opracowanie systemu urabiania jednoorganowymi kombajnami o zwiększonej

wydajności, • określenie możliwości, uwarunkowań i technologii prowadzenia robót krótkim

(20–30 m) „ślepym przodkiem”.

Złoża grubych pokładów w rejonach niewymagających ochrony powierzchni powinny w najbliższej przyszłości stać się terenem dla prób ruchowych systemu pod-bierkowego ścianowego i ewentualnie ubierkowo-podbierkowego. Nie bez znaczenia jest to, że systemy te były i są z powodzeniem stosowane do wybierania pokładów węgla w górnictwie europejskim czy chińskim, często także w trudnych warunkach górniczo-geologicznych. Bazując na doświadczeniach innych górnictw europejskich, można stwierdzić, że w polskim górnictwie istnieje możliwość rozpoczęcia prób ruchowych systemu podbierkowego ścianowego oraz ubierkowo-podbierkowego. Szczególnej analizy jednak będzie wymagać kilka elementów tych systemów, związa-nych np. z bezpieczeństwem pracy i zanieczyszczeniem urobku. Należą do nich m.in.: • ocena wpływu systemu na wzrost zagrożenia pożarowego i tąpaniami oraz nie-

zbędny zakres profilaktyki tych zagrożeń, • modyfikacja konstrukcji obudowy zmechanizowanej (podbierkowej) do warun-

ków geologiczno-górniczych występujących w polskim górnictwie węgla kamien-nego,

• opracowanie efektywnego systemu odstawy urobku ze ściany z jednym lub dwo-ma przenośnikami zgrzebłowymi, w oparciu o analizę wskaźnika wykorzystania złoża oraz stopień zanieczyszczenia urobku.

Pomimo wysokiej innowacyjności, nie przewiduje się w najbliższym czasie stosowania technologii eksploatacyjnych, takich jak system komorowo-filarowy i podziemne zgazowanie węgla. Powodem są, w przypadku systemu komorowo- -filarowego, trudne warunki geologiczno-górnicze występujące w polskich kopal-niach. Podziemne zgazowanie pokładów węgla natomiast jest niewątpliwie technolo-gią rozwojową. Aktualny stan zasobów oraz względy technologiczne wskazują jednak, że w najbliższej przyszłości nie należy spodziewać się wdrożenia tego syste-mu na skalę przemysłową. Jednakże określenie uwarunkowań stosowania podziemne-go zgazowania węgla kamiennego w Polsce oraz opracowanie właściwej dla nich technologii powinno być przedmiotem prac badawczo-rozwojowych.

335

W przypadku technologii mechanizacyjnych ich rozwój będzie polegać na opra-cowywaniu, rozwijaniu i wdrażaniu następujących systemów i zagadnień: • system zabezpieczania sekcji obudowy zmechanizowanej przed dynamicznym

oddziaływaniem górotworu, • zwiększanie efektywności systemów drążenia wyrobisk korytarzowych przez sto-

sowanie kompleksowych systemów mechanizacyjnych z rozdzieleniem procesu drążenia i stawiania obudowy,

• rozwój konstrukcji ścianowej obudowy zmechanizowanej z uwzględnieniem mi-nimalizacji masy i doboru podporności oraz obudowy skrzyżowania i monitoringu obciążeń w strefie skrzyżowania ściana–chodnik,

• zwiększanie skuteczności systemów odpylania wyrobisk chodnikowych, przez stosowanie większej wydajności urządzeń i automatycznej regulacji parametrów zasilania,

• opracowywanie efektywnej technologii eksploatacji pokładów cienkich, • opracowywanie systemu automatycznego sterowania kompleksem ścianowym,

systemu monitorowania środowiska górniczego w przodku i systemu transmisji te-leinformatycznej,

• technologia wykorzystywania metanu do zasilania energetycznego urządzeń chłodniczych,

• doskonalenie systemów ciągnienia, hamowania, sterowania i kontroli maszyny wyciągowej, związane ze zwiększającą się głębokością eksploatacji,

• nowe bezpieczne technologie zbrojenia ścian i alokacji wyposażenia ścianowego, z zastosowaniem ekologicznych źródeł napędu, w tym wozów oponowych,

• opracowywanie innowacyjnych technologii wiertniczych, • stosowanie technologii kotwiowej w zmieniających się warunkach geomechanicz-

nych, • układ kontroli położenia i sterowania maszyn wchodzących w skład autonomicz-

nych kompleksów chodnikowych z systemem GPS.

Główne kierunki rozwoju systemów zasilania, informatyki i automatyki to: • modernizacja systemów zagrożeń tąpaniami i wstrząsami w celu poprawy jakości

dokonywanych pomiarów oraz zapewniania ich niezawodności, • opracowywanie nowoczesnych rozwiązań w zakresie systemów dyspozytorskich,

w tym systemów bezpieczeństwa, w oparciu o najnowsze rozwiązania teoretyczne i technologiczne, dotyczące łączności i monitorowania zagrożeń,

• opracowywanie nowoczesnych układów monitorowania oraz sterowania nowocze-snymi procesami przeróbki węgla,

• opracowywanie nowoczesnych systemów cyfrowej transmisji danych dla zakła-dów górniczych, budowanych w oparciu o kable miedziane, światłowodowe oraz łącz radiowych, wykorzystywanych w systemach dyspozytorskich, łączności, mo-nitorowaniu pracy maszyn itp.,

• opracowywanie nowych rozwiązań dotyczących systemów zasilania oraz sterowa-nia maszynami w wyrobiskach oraz na powierzchni zakładu górniczego.

336

9.5. Główne kierunki rozwoju technologii przeróbki węgli

Jak wykazał dokonany przegląd stanu technologii wzbogacania węgla w górnic-twie polskim i zagranicznym, polskie zakłady przeróbki mechanicznej charakteryzuje zróżnicowany poziom rozwoju technologicznego. W niektórych zakładach poziom ten jest wysoki. Wzbogacanie węgla energetycznego w pełnym zakresie jest prowadzone w ośmiu na trzydzieści pięć zakładów przeróbki.

Przewiduje się, że do 2020 roku wszystkie zakłady przeróbki będą wzbogacały węgiel energetyczny w pełnym zakresie uziarnienia, przy czym do 2012 roku będą to 24 zakłady.

Rozwój technologii przeróbki węgla i zmiany warunków pracy w zakładach prze-róbczych do 2020 roku, przedstawiono poniżej.

Technologie przeróbcze: • modernizacja zakładów przeróbki pracujących w technologii PME2 (16 zakładów)

do poziomu zakładów pracujących w technologii PME3, • modernizacja zakładów przeróbki pracujących w technologii PME1 (11 zakładów)

do poziomu zakładów pracujących w technologii PME3, • lokalizacja stanowisk odkamieniania urobku na dole kopalni (przewidywana w 20

zakładach), • pełna automatyzacja sekcji technologicznych, • automatyzacja kompletnych procesów przeróbczych, • modernizacja sekcji technologicznych, metod i środków do poziomu techniczne-

go, uważanego obecnie za najwyższy w polskich i zagranicznych zakładach prze-róbki,

• modernizacja procesów technologicznych, maszyn i urządzeń, uwzględniająca poprawę warunków i środowiska pracy (ograniczenie emisji hałasu, wibracji, py-lenia itp.).

Środowisko i warunki pracy w zakładach przeróbki: • zmniejszenie poziomu hałasu na stanowiskach pracy, • eliminacja zagrożeń pyłowych i gazowych.

Wzbogacanie węgla koksowego w pełnym zakresie jest prowadzone we wszyst-kich zakładach przeróbki. Przewiduje się, że do 2020 roku nastąpi zdecydowana poprawa automatyzacji procesów przeróbki i podniesienie poziomu kontroli oraz mo-nitoringu w poszczególnych sekcjach technologicznych, a także systemu dyspozytor-skiego sterowania i monitorowania pracy zakładu.

Rozwój technologii przeróbki węgla koksowego i zmiany warunków pracy w za-kładach przeróbczych do 2020 roku, przedstawiono poniżej.

Technologie przeróbcze: • lokalizacja stanowisk odkamieniania urobku na dole kopalni, • modernizacja stanowisk technologicznych – przechodzenie od sterowania ręczne-

go ze wspomaganiem układów stycznikowych i przekaźnikowych do zdalnego sterowania, za pomocą specjalnych sterowników cyfrowych, za pośrednictwem jednej sieci teletransmisji cyfrowej,

337

• pełna automatyzacja sekcji technologicznych, • kompleksowa automatyzacja procesów przeróbczych, • modernizacja sekcji technologicznych, metod i środków, do poziomu techniczne-

go, uważanego obecnie za najwyższy w polskich i zagranicznych zakładach prze-róbki,

• modernizacja procesów technologicznych, maszyn i urządzeń, uwzględniająca poprawę warunków i środowiska pracy (ograniczenie emisji hałasu, wibracji, py-lenia itp.).

Środowisko i warunki pracy w zakładach przeróbki: • zmniejszanie poziomu hałasu na stanowiskach pracy, • eliminacja zagrożeń pyłowych i gazowych.

9.6. Wydajność pracy, zatrudnienie i doskonalenie kadr

W ostatnich latach znacznie zmniejszyła się liczba osób zatrudnionych w kopalniach węgla. Jest to wynikiem przeprowadzonej do tej pory restrukturyzacji zatrudnienia.

Na dzień 31.12.2006 r. stan zatrudnienia ogółem w górnictwie węgla kamiennego wynosił 119,3 tys. osób w tym 91,7 tys. osób (76,9%) było zatrudnionych na dole oraz 27,6 tys. osób (23,1%) na powierzchni, w tym także w zakładach przeróbki węgla (Sprawozdanie… 2008). Zmiany te można zaobserwować głównie wśród pracowni-ków zatrudnionych pod ziemią, którzy na koniec 2006 roku stanowili 77% ogółu za-trudnionych (91,7 tys. osób – stan na 31.12.2006 r.). Ogółem zatrudnienie zmniejszyło się o około 124 tys. osób w okresie ostatnich 9 lat (Strategia… 2007). Stan zatrudnie-nia w górnictwie węglowym przedstawiono w tabeli 9.12.

Tabela 9.12. Stan zatrudnienia w sektorze górnictwa węgla kamiennego według miejsca pracy

Lp. Wyszczególnienie Dane na dzień:

Robotnicy Dozór techniczny Prac. admin.-biurowi

Pozostali prac. pow.

Ogółem dół powierzchnia dół powierzchnia

1 Kompania Węglowa S.A.

31.12.2006 r. 2506 0 66 398 31.12.2007 r. 40 834 9156 7030 3344 2455 0 62 819

różnica –2 729 –592 –160 –47 –51 0 –3579

2 Katowicka Grupa Kapitałowa

31.12.2006 r. 14 352 2 881 2 589 995 707 8 21 532 31.12.2007 r. 14 259 2 752 2 488 986 691 8 21 184

różnica –93 –129 –101 –9 –16 0 –348

3 Jastrzębska S.W. S.A.

31.12.2006 r. 13 055 2 622 2147 761 666 31 19 282 31.12.2007 r. 13 356 2 548 2202 783 668 29 19 586

różnica 301 -74 55 22 2 -2 304

4 Kopalnie – spółki * 31.12.2006 r. 7269 1 906 1100 505 493 15 11 288 31.12.2007 r. 7833 1 932 1159 534 505 41 12 004

różnica 564 26 59 29 12 26 716

5 Grupa Kapitałowa SRK

31.12.2006 r. 322 91 156 40 205 0 814 31.12.2007 r. 323 92 144 42 213 0 814

różnica 1 1 –12 2 8 0 0

Ogółem 31.12.2006 r. 78 561 17 248 13 182 5692 4577 54 119 314 31.12.2007 r. 76 605 16 480 13 023 5689 4532 78 116 407

różnica –1956 –768 –159 –3 –45 24 –2907 * Pozycja obejmuje: LW „Bogdanka” SA, KWK „Budryk” SA, PKW SA, KWK „Niwka-Modrzejów” Sp. z o.o. w upadłości.

338

Wynikiem przeprowadzonej dotychczas restrukturyzacji jest także „starzenie się” załóg kopalń, spowodowane zmianą struktury stażowo-wiekowej. Na koniec 2006 roku, 68% pracowników zatrudnionych pod ziemią miało staż pracy od 16 do 25 lat. Obecnie obowiązujące przepisy emerytalne spowodują, ze do 2015 roku wszyscy ci pracownicy nabędą uprawnienia emerytalne. Podobnie jest w grupie pracowników przeróbki mechanicznej węgla.

Z danych szacunkowych wynika, że w latach 2007–2015 z kopalń węgla kamien-nego może odejść z przyczyn naturalnych około 64,9 tys. osób, w tym 62,8 tys. pra-cowników zatrudnionych pod ziemią i 2,1 tys. pracowników zatrudnionych na powierzchni (Strategia… 2007). Odejścia pracowników z przyczyn naturalnych mogą spowodować wystąpienie znacznych niedoborów w zatrudnieniu pod ziemią. Szacuje się, ze do 2015 roku, w zatrudnieniu pod ziemią wystąpi niedobór, wynoszący około 40 tys. osób.

Dodatkowym ograniczeniem przy zatrudnianiu pracownika, są przepisy górnicze, które wymagają szczególnych kwalifikacji od osób zatrudnianych w ruchu zakładu górniczego, a ich uzyskanie wymaga kilkuletniego stażu pracy pod ziemią, niezbędne-go do ukończenia kursów zawodowych.

Osobnym zagadnieniem jest uzupełnianie zatrudnienia w zakładach przeróbki mechanicznej węgla.

Biorąc pod uwagę skalę zjawiska ruchu w zatrudnieniu i problemy z tym związa-ne oraz aby zapobiec powstaniu luki pokoleniowej i kompetencyjnej, które mogą mieć negatywny wpływ na bezpieczeństwo ruchu zakładów górniczych, zarządy spółek węglowych powinny zwracać szczególną uwagę na problemy zarządzania zasobami ludzkimi i równocześnie podejmować działania, które zapewnią zatrudnianie w kopal-niach osób z pełnymi kwalifikacjami.

Rynek pracy powinien dysponować w pełni wykształconymi i przygotowanymi pracownikami dla górnictwa węgla kamiennego; aby to było możliwe, przedsiębior-stwa sektora górniczego powinny współpracować z wyższymi uczelniami. Pozwoli to uczelniom kształtować ofertę dostosowaną do potrzeb kopalń. Podobna współpraca powinna być nawiązana ze szkołami średnimi i zawodowymi.

Wieloletni proces reformowania górnictwa i towarzysząca mu restrukturyzacja zatrudnienia, spowodowały istotne zmniejszenie liczebności załóg własnych zakładów górniczych. Ubytek doświadczonej kadry kierownictwa i dozoru ruchu oraz osób po-siadających szczególne kwalifikacje, może niekorzystnie wpłynąć na poziom bezpie-czeństwa pracy. Notowane w ostatnich latach zwiększanie liczby firm wykonujących usługi w ruchu zakładów górniczych części spółek oraz znaczący wzrost liczby za-trudnionych przez te firmy osób, pogłębiają występujące dysproporcje w zatrudnianiu przy pracach górniczych załóg własnych i obcych. Ponadto, należy brać pod uwagę średni wiek pracowników kopalń zatrudnionych pod ziemią, który obecnie jest już wysoki i wynosi 41 lat. Oznacza to konieczność przyjmowania do pracy na dole oraz w zakładach przeróbki mechanicznej węgla nowych – młodych pracowników, co po-zwoli na odmłodzenie załóg kopalń.

Prowadzony proces restrukturyzacji zatrudnienia, w maksymalny sposób będzie wykorzystywał możliwości naturalnych odejść z pracy np. na emerytury.

339

Uwzględniając powyższe stwierdzenia, polityka zatrudnieniowa prowadzona przez zarządy spółek węglowych, powinna opierać się na następujących założeniach (Strategia… 2007): 1) Zarządy spółek węglowych powinny do końca 2007 roku dla każdej kopalni okre-

ślić optymalny poziom zatrudnienia, jaki jest konieczny ze względów technolo-gicznych oraz z uwagi na przepisy prawa geologicznego i górniczego.

2) W odniesieniu do każdej kopalni, zarządy spółek węglowych powinny prowadzić politykę zatrudniania pracowników, która pozwoli na: a) uzyskanie optymalnego poziomu zatrudnienia na dole kopalni oraz w zakła-

dzie przeróbczym, który jest konieczny ze względów technologicznych oraz z uwagi na przepisy prawa geologicznego i górniczego,

b) nieprzyjmowanie do pracy na powierzchni kopalni, w tym w administracji kopalń i spółek węglowych, nowych pracowników, oprócz niezbędnych ab-solwentów szkół i wyższych uczelni.

Politykę zatrudnieniową przedsiębiorstw górniczych, prowadzoną obecnie i w przy-szłych latach (2008–2015), powinny cechować: • optymalizacja wykorzystania wewnętrznych rezerw zasobów ludzkich, • prawidłowe relacje między wzrostem wynagrodzeń a wynikiem ekonomicznym.

Prognozowany stan zatrudnienia na lata 2006–2020, według miejsc pracy (Spra-wozdanie… 2008), przedstawiono na rysunku 9.2.

Rys. 9.2. Stan zatrudnienia w górnictwie węgla kamiennego w latach 2006–2020

Przy przeciętnym zatrudnieniu w kopalni w latach 2007–2020 będzie się zwięk-szać wydajność pracy, co przedstawiono na rysunku 9.3.

340

Rys. 9.3. Wydajność pracy oraz przeciętne zatrudnienie ogółem oraz w kopalni zasadniczej w latach

2007–2020 (Sprawozdanie… 2008)

9.7. Doskonalenie ochrony pracowników kopalń

Eksploatacja podziemna pokładów węgla kamiennego jest związana z występo-waniem czynników istotnych dla zdrowia i życia ludzkiego oraz dla funkcjonowania zakładu górniczego. Do czynników tych zaliczamy zagrożenia naturalne: tąpaniami, pożarowe, zawałami, metanowe, wybuchem pyłu węglowego, wyrzutami gazów i skał oraz wodne i zagrożenia techniczne.

W celu zapewnienia bezpieczeństwa załogi, a tym samym opracowania w pełni skutecznych metod przewidywania zagrożeń naturalnych (szczególnie zagrożeń wy-rzutów metanu i skał oraz zagrożeń tąpaniami) i zapobiegania im, należy prowadzić dalsze prace naukowo-badawcze nad tymi zjawiskami.

W związku ze zmniejszającymi się zasobami węgla kamiennego oraz dotychczas prowadzonymi działaniami restrukturyzacyjnymi, nastąpiła kumulacja zagrożeń natu-ralnych. Coraz więcej węgla kamiennego wydobywa się z pokładów, w których wy-stępuje wiele zagrożeń równocześnie. Powoduje to konieczność zaostrzenia norm i zasad dotyczących bezpieczeństwa pracy w tych miejscach.

W celu zapewnienia odpowiednich i bezpiecznych warunków pracy w kopal-niach, należy podjąć wiele działań, do których należy m.in. uporządkowanie systemu szkolenia pracowników oraz osób dozoru górniczego zatrudnionych w firmach wyko-nujących usługi w ruchu zakładów górniczych. Jednym z podstawowych kierunków działań naprawczych w zakresie stanu bezpieczeństwa powinna być poprawa stanu technicznego maszyn i urządzeń oraz unowocześnienie wyposażenia w kopalniach i firmach usługowych. Zdarzają się wciąż przypadki, że roboty są prowadzone nie-zgodnie z zatwierdzonymi projektami technicznymi i technologicznymi, z użyciem

341

maszyn i urządzeń będących w złym stanie technicznym. Z tego względu niezbędne jest opracowanie i wprowadzenie jasnych zasad przeprowadzania przeglądów maszyn i urządzeń górniczych oraz ich remontów.

Istotne jest też wyraźne określenie wymagań, które powinny spełniać firmy ze-wnętrzne przed dopuszczeniem ich do wykonywania czynności w ruchu zakładu gór-niczego; aby te wymagania były spełniane, organy nadzoru górniczego powinny prowadzić nadzór przez planowane kontrole.

Niezbędne jest też wdrażanie oraz udoskonalanie zintegrowanych systemów in-formatycznych, wspierających proces nadzoru przestrzegania przepisów bhp oraz za-rządzania. Odnosi się to także do firm zewnętrznych, ponieważ ewidencja ich kontroli i nadzorowania w zakresie bhp i archiwizacja wyników kontroli, pozwolą znacznie poprawić wybór odpowiedniej firmy, zlecającemu roboty górnicze.

Za zadanie priorytetowe o charakterze długofalowym, zmierzające do poprawy warunków pracy i ograniczenia ryzyka zawodowego, przy wykonywaniu podziem-nych robot górniczych, należy uznać systematyczne ograniczanie prowadzenia eks-ploatacji węgla kamiennego poniżej poziomów udostępnienia złoża. Obecnie tym sposobem pozyskuje się 55% wielkości wydobycia węgla. Realizacja zadania wymaga podjęcia w sposób planowy kapitałochłonnych inwestycji w sektorze górnictwa węgla kamiennego, polegających głównie na zgłębianiu nowych i pogłębianiu istniejących szybów oraz budowie nowych poziomów wydobywczych. Dalsze tolerowanie i roz-szerzanie zakresu eksploatacji podpoziomowej grozi poważnymi skutkami dla bezpie-czeństwa załóg górniczych, w tym także wystąpieniem zdarzeń zaliczanych do górniczych katastrof. Każda zwłoka w realizacji robót udostępniających pogarsza sy-tuację w zakresie bezpieczeństwa.

Uwzględniając wszystkie występujące zagrożenia naturalne i techniczne, należy ciągle kontrolować skuteczność obowiązujących przepisów bhp, jak też dostosowy-wać je do pojawiających się coraz to nowych warunków górniczo-geologicznych i technicznych ruchu zakładu górniczego (Raport… 2007).

9.8. Podsumowanie

Górnictwo węgla kamiennego stanowi bardzo ważne ogniwo w gospodarce ener-getycznej kraju i świata. Dobra gospodarka w zakresie węgla kamiennego powinna zapewnić odpowiednie bezpieczeństwo energetyczne kraju.

W celu określenia wielkości zasobów oraz ich zużycia w przyszłości, od dawna są stosowane różne metody prognostyczne, opierające się na modelach matematycznych, uwzględniających różnorodne tendencje i zjawiska, zachodzące w badanej dziedzinie. W określaniu przyszłych kierunków rozwoju danej dziedziny, coraz większego zna-czenia nabierają badania foresightowe zarówno regionalne, jak i technologiczne. Badania przeprowadzane w ramach foresightu są czymś więcej niż zwykłą prognozą, są spojrzeniem w przyszłość i jednocześnie próbą wpłynięcia na bieg przyszłych wydarzeń.

Metody badawcze, stosowane w projektach typu foresight, opierają się głównie na intuicji ekspertów oraz kojarzeniu ze sobą zjawisk i faktów zachodzących w bada-

342

nej dziedzinie. Ważne jest, aby do badań foresightowych prowadzonych w danej dzie-dzinie wykorzystywać odpowiednio wykwalifikowane grupy ludzi.

Foresight technologiczny przemysłu węgla kamiennego do 2020 roku został prze-prowadzony we wszystkich głównych obszarach technologicznych, z uwzględnieniem całego procesu produkcji węgla. Do głównych obszarów technologicznych zaliczono: • Technologie podziemnej eksploatacji złóż. • Technologie mechanizacji procesów eksploatacji węgla kamiennego. • Technologie systemowego zasilania, informatyki i automatyki. • Technologie przeróbki mechanicznej węgla kamiennego.

W ramach przeprowadzonych badań, na podstawie wyników prac ekspertów oraz wyników badań delfickich, przeprowadzonych z udziałem odpowiednio wykwalifi-kowanej i dużej grupy respondentów, stworzono trzy scenariusze rozwoju branży wę-gla kamiennego – optymistyczny, zrównoważony i pesymistyczny. Określono również potrzeby badawcze, które są niezbędne, aby założone scenariusze miały rację bytu. Dla poszczególnych grup technologicznych wyróżniono niezbędne prace badawczo- -rozwojowe.

Reasumując, można stwierdzić, że stworzone scenariusze – optymistyczny, zrów-noważony i pesymistyczny bazują na opiniach dużej liczby ekspertów związanych z branżą górniczą, reprezentujących różne poglądy i opcje. Założony okres, do 2020 roku, objęty badaniami jest stanowczo za krótki i dlatego takie wieloletnie przewidy-wanie w odniesieniu do górnictwa węgla kamiennego powinno być powtarzane co 3 lata. Podstawowymi celami takich badań powinny być: • zbieranie pełnych danych stanowiących podstawę do planowania i rozwoju górnic-

twa węgla kamiennego, • wskazanie długofalowych kierunków rozwoju poszczególnych technologii,

w szczególności technologii strategicznych.

343

LITERATURA

Albright R.E., Kappel T.A. (2003): Roadmapping in the corporation. Research Technology Management Vol. 42, No. 2, s. 31–40. Aleksa H. (2005): Stan i kierunki rozwoju technologii odwadniania koncentratów węglowych. Przegląd Górniczy nr 9. Aleksa H. (2008): Rozwój technologiczny przeróbki mechanicznej węgla w świetle oceny ekspertów. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 259–272. Andersen J. (1997): Technology Foresight for Competitive Advantage. Long Range Planning Vol. 30, No. 5, s. 665–677. Antoniak J. (2000): Urządzenia i systemy transportu podziemnego w kopalni. Katowice, Wy-daw. „Śląsk”. Arbel A., Orgier Y.E. (1990): An Application of the AHP to Bank Strategic Planning. European Journal of Operational Research Vol. 48, s. 27–37. Barker D., Smith D.J.H. (1995): Technology foresight using roadmaps. Long Range Planning Vol. 28, No. 2, s. 21–28. Bednarski L., Borowiecki R., Duraj J., Kurtys K., Waśniewski T., Wersty B. (1996): Analiza ekonomiczna przedsiębiorstwa. Wrocław, Wydaw. Akademii Ekonomicznej. Bednarz R., Kozieł A., Pieczora E. (2002): Perspektywy technologii drążenia wyrobisk korytarzowych w kopalniach węgla kamiennego. Maszyny Górnicze nr 92, s. 22–32. Bielewicz T., Prus B., Honysz J. (1993): Górnictwo, cz. I. Katowice, Śląskie Wydaw. Tech-niczne. Blaschke Z. (2000): Gospodarka wodno-mułowa i operacje odwadniania w zakładach przeróbki węgla. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje nr 34: „Wybrane problemy przeróbki węgla kamiennego”, s. 51–59. Błaszczyński S. (2000): Charakterystyka procesów technologicznych wzbogacania grawitacyjnego w zmodernizowanych krajowych zakładach przeróbki węgla. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje nr 34: „Wybrane problemy przeróbki węgla kamiennego”, s. 21–35. Bohosiewicz M., Jakubów A., Szarafiński M., Wasilewski S., Wojtas P. (2004): Przegląd sys-temów monitorowania zagrożeń gazowych w polskich kopalniach. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 10. Broen A. (1993): Kombajny chodnikowe. Katowice, Śląskie Wydaw. Techniczne. Brook A., Kendrick D., Meeraus A. (1992): GAMS Users’ Guide, release 2.54. San Francisco, The Scientific Press. Budryk W. (1952): Podziemna eksploatacja pokładów węgla. Katowice, PWT. Burtan Z., Rak Z., Stasica J. (2008): Priorytety rozwoju systemów wybierania złóż w polskim górnictwie węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 185–200. Buzan T. (2001): The Power of Creative Intelligence. New York, HarperCollins Publishers. Carbogno A. (2003): Urządzenia wyciągowe w szybach głębokich. Międzyn. Konf. Nauk.-Tech. Transport szybowy, t. 1. Szczyrk, s. 75–94. Chudek M. (1986): Obudowa wyrobisk górniczych, cz. 1: Obudowa wyrobisk korytarzowych i komorowych. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Chudek M., Wilczyński S., Żyliński R. (1979): Podstawy górnictwa. Katowice, Wydaw. „Śląsk”.

344

Cierpisz S. (1980): Automatyzacja procesów przeróbki mechanicznej węgla. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Cuber J., Trenczek S. (2007): Rozwój infrastruktury systemowej wobec wzrostu poziomu zagrożeń w zakładach górniczych. Materiały VIII Międzynarodowej Konf. Nauk.-Tech. nt. Innowacyjne i bezpieczne maszyny i urządzenia dla górnictwa węgla kamiennego. Gliwice, CMG KOMAG, s. 105–117. Cuber J., Trenczek S. (2008): Wybrane zagadnienia rozwoju infrastruktury systemowej w świetle zagrożeń górniczych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 232–244. Cuhls K. (2005): Delphi surveys. Teaching material for UNIDO Foresight Seminars. Cuhls K., Blind K., Grupp H. (2002): Innovations for our Future. Delphi ’98: New foresight on Science and Technology. Technology, Innovation and Policy, Series of the Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research ISI No. 13. Physica, s. 15. Cuhls K., Kuwahara T. (1994): Outlook for Japanese and German Future Technology. Com-paring Technology Forecast Surveys, Heidelberg. Dalkey N.C. (1968): Predicting the Future, Santa Monica. Dalkey N.C. (1969a): Analyses from a Group Opinion Study. Futures Vol. 2, No. 12, s. 541–551. Dalkey N.C. (1969b): The Delphi Method: An Experimental Study of Group Opinion, prepared for United States Air Force Project Rand, Santa Monica. Dalkey N.C., Brown B., Cochran S. (1969): The Delphi Method, III: Use of Self Ratings to Improve Group Estimates, Santa Monica. Dalkey N.C., Norman C., Helmer O. (1963): An Experimental Application of the Delphi-Method to the Use of Experts, Journal of the Institute of Management Sciences. W: Manage-ment Science, s. 458–467. Darski J., Kicki J., Sobczyk E.J. (2001): Raport o stanie gospodarki zasobami złóż węgla ka-miennego. Studia, Rozprawy, Monografie IGSMiE PAN nr 85. de Bono E. (1985): Six Thinking Hats. Toronto, Key Porter Books. de Bono E. (1990): I Am Right, You Are Wrong, London, Viking Press. Długoterminowa prognoza zapotrzebowania na paliwa i energię (2000, 2004): Warszawa, ARE S.A. Dolipski M., Cheluszka P., Sobota P. (2000): Drążenie wyrobisk korytarzowych i kierunki rozwoju kombajnów chodnikowych urabiających mechanicznie. Maszyny Górnicze nr 84, s. 13–28. Dosi G. (1984): Technical Change and Industrial Transformation. London, The Macmillan Press Ltd. Drogoń W. (2000): Charakterystyka podstawowych modeli technologicznych krajowych zakładów wzbogacania węgla. Wiadomości Górnicze nr 7–8, s. 328–334. Drzewiecki J., Kabiesz J. (2008): Ogólne kryteria innowacyjności technologii górniczych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 43–51. Dubiński J., Konopko W. (2000): Tąpania – ocena, prognoza, zwalczanie. Katowice, GIG. Dubiński J., Tajduś A. (2007): Nowe wyzwania dla nauki górniczej w świetle przyszłych potrzeb gospodarki polskiej. Polityka Energetyczna T. 10, Zeszyt specjalny 1.

345

Dubiński J., Turek M., Aleksa H. (2006): Postęp w technologii i technice przeróbki mecha-nicznej węgla w polskich kopalniach. Maszyny Górnicze nr 2. Dubiński J., Turek M., Kabiesz J. (2007): Istota i zakres scenariuszy rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego. 2007. Kraków IGSMiE PAN. Dubiński J., Turek M., Prusek S. (2005): Technologie wydobywania węgla kamiennego – stan aktualny i perspektywy. Przegląd Górniczy nr 7–8. Education Roadmap for Mining Professionals (2002). Evaluation of the United Kingdom Foresight Programme. Final Report. PREST, Manchester Business School, University of Manchester, March 2006. Exploration and Mining Technologies Roadmap (2002). Facing the Future – The Minerals Mining and Sustainable Development (MMSD) (2002). Firganek B., Klebanow F. i inni (praca zbiorowa) (1983): Zagrożenia naturalne w kopalniach. Sposoby prognozowania, zapobiegania i kontroli. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Gajos S., Urbaś M., Lamot T. (2005): Doświadczenia i praktyczne aspekty stosowania systemu podbierkowego z chodnika eksploatacyjnego w KWK Kazimierz-Juliusz sp. z o.o. w Sosnowcu. Górnictwo Węglowe nr maj, s. 31–37. Gelb M.J. (1998): How to think like Leonardo da Vinci. New York, Delacorte Press. Georghiou L. (1996): The UK Technology Foresight Programme. Futures Vol. 28(4), s. 359–377. Georghiou L. (2003): Foresight: Concept and Practice as a Tool for Decision Making, by Luke Georghiou, at the shaping our future: Technology Foresight Summit, Budapest, March 2003. Georghiou L., Harper J.C., Keenan M., Miles I. (2006): International Handbook on Foresight and Science Policy: Theory and Practice, Forthcoming Elgar. Germata M., Grobicki J. (2000): Przewody i kable elektroenergetyczne. Warszawa, WNT. Głuch P., Szczepaniak Z. (1983): Głębienie szybów. Skrypt Uczelniany Politechniki Śląskiej nr 1130. Gospodarczyk P., Kotwica K., Kalukiewicz A., Klich A., Pawlik K. (1999): Maszyny i urządzenia dla inżynierii budownictwa podziemnego. Wyrobiska korytarzowe i szybowe w górnictwie. Katowice, Wydaw. Naukowe „Śląsk”. Gospodarka paliwowo-energetyczna (1998–2005): Warszawa, GUS. Griffin R.W. (2000). Podstawy zarządzania organizacjami. Warszawa, PW. Häder M., Häder S. (1995): Delphi und Kognitionspsychologie: Ein Zugang zur theoretischen Fundierung der Delphi-Methode. W: ZUMA-Nachrichten Vol. 37, Nr 19, November, s. 12. Halama A., Hefczyc M., Malicki W. (2004): System nadzoru i sterowania rozdzielni SN w zakładach górniczych. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 7. Hansel J., Kawecki Z. (1989): Transport pionowy. Urządzenia szybowe i przyszybowe. Skrypty uczelniane nr 1177. Kraków. Wydaw. AGK. Hefczyc M., Jarosz J. (2005): Rozwój kopalnianych układów elektroenergetycznych opraco-wanych w Centrum EMAG. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 5. Informacja o przebiegu restrukturyzacji górnictwa węgla kamiennego w 2006 r. z uwzględnie-niem syntetycznych wniosków dotyczących niepełnego wykonania założeń programowych na lata 2004–2006. Warszawa, Ministerstwo Gospodarki, czerwiec 2007.

346

Irresberger H. (2003): Zmechanizowane obudowy ścianowe. Katowice, Wydaw. Tiefenbach Polska Sp. z o.o. Irvine J., Martin B.R. (1984): Foresight in Science: Picking the Winners. London, Frances Pinter. Isakow Z. (2005): Ocena zagrożeń sejsmicznych w kopalniach w systemach opracowanych przez Centrum EMAG. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 5. Jansen L. (2003): The challenge of sustainable development. Journal of Cleaner Production Vol. 11, issue 3, s. 231–245. Jarosz J., Kowalski Z. (1994): Układy i urządzenia elektrotechniki górniczej, Mechanizacja Automatyzacja Górnictwa nr 10. Jarosz J., Wosik J. (1999): Monitorowanie i wizualizacja wybranych urządzeń podziemnych sieci średnich napięć. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 4–5. Jaszczuk M. (2007): Ścianowe systemy mechanizacyjne. Katowice, Wydaw. Naukowe „Śląsk”. Jontsch E. (1967): Technological Forecasting in Perspective. Paris, OECD. Kabiesz J., Konopko W. (1995): Problemy skojarzonych zagrożeń górniczych w polskich ko-palniach węgla kamiennego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 5. Kabiesz J., Turek M., Drzewiecki J., Makówka J. (2008): Ocena innowacyjności technologii eksploatacji węgla kamiennego metodą AHP. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 103–123. Kahn H., Wiener A.J. (1967): The Year 2000: a framework for speculation on the next thirty-three years. New York, Macmillan. Katalog systemów podziemnej eksploatacji węgla w Polsce (1966): Katowice, MGiE. Keenan M. i inni (2003): European Foresight Competence Mapping. Seville, EC JRC-IPTS. Kicki J., Sobczyk E.J. (2006): Perspektywy górnictwa węgla kamiennego na progu XXI wieku – ocena ekspertów. Szkoła Eksploatacji Podziemnej. Kraków, IGSMiE PAN, s. 25–39. Klank M. (2005): Możliwości i prognozy produkcji niskosiarkowych miałów energetycznych w aspekcie zaspokojenia zapotrzebowania krajowej energetyki. Polityka Energetyczna T. 8. Konopko W. i inni (praca zbiorowa) (2006): Bezpieczne prowadzenie robót górniczych poniżej poziomu udostępnienia złoża w kopalniach węgla kamiennego. Katowice, GIG. Korman J. (1978): Górnictwo. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Korski J. (2003): Ewolucja technologii podbierkowej wybierania bardzo grubych pokładów węgla w górnictwie chińskim. Wiadomości Górnicze nr 3, s. 119–128. Kot D., Pańków A. (2005): Rozwój i wdrożenia systemów automatyki monitorowania oraz sterowania maszyn i urządzeń w zakładach górniczych. Mechanizacja i Automatyzacja Górnic-twa nr 5. Kotwica K. (2007): Kierunki rozwoju technologii i technik mechanizacyjnych stosowanych do drążenia wyrobisk korytarzowych udostępniających i przygotowawczych w polskich kopal-niach węgla kamiennego. W: Innowacyjne i bezpieczne maszyny i urządzenia dla górnictwa węgla kamiennego. Gliwice, Komdruk – KOMAG Sp. z o.o. Kotwica K. (2008): Scenariusze rozwoju technologicznego drążenia wyrobisk korytarzowych w warunkach polskich kopalń węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 139–152.

347

Kowol A. (2006): Analiza sieci elektroenergetycznych wysokiego i średniego napięcia w aspekcie pewności zasilania podstawowych obiektów zakładów górniczych. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 9. Kozieł A., Mazurkiewicz T. (2008a): Rozwój technologiczny przemysłu wydobywczego węgla kamiennego w ocenie ekspertów. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 13–31. Kozieł A., Mazurkiewicz T. (2008b): Scenariusze rozwoju technologii mechanizacji przemy-słu wydobywczego do 2020 roku w ocenie ekspertów. Maszyny Górnicze nr 1. Kozieł A., Turek M. (2007): Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego: Innowacyjne i bezpieczne maszyny i urządzenia dal górnictwa węgla ka-miennego. Gliwice, KOMAG. Krajowe Stowarzyszenie Górnicze: Przyszłość Zaczyna się od Górnictwa, Wizja Przemysłu Górniczego w Przyszłości, wrzesień 1998 (oit.doe.gov/mining/vision.shtml) Szacunki opraco-wane przez Krajowe Stowarzyszenie Górnicze w oparciu o dane uzyskane z Departamentu Gospodarki Wewnętrznej USA, Agencji Pomiarów Geologicznych USA, Mineral Commodity Summary (zużycie minerałów), Departamentu Energii USA, Administracji Informacji Energe-tycznych, Miesięcznego Przeglądu Energetycznego (Zużycie energii wytworzonej z węgla), Departamentu Handlu USA, Biura Spisu Ludności. Krajowy plan rozdziału uprawnień do emisji CO2 na lata 2008–2012 (2006): Warszawa, Mini-sterstwo Środowiska. Krasucki F. (1997): Elektryfikacja podziemi kopalń. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Krüger U.M. (1975): Die Antizipation und Verbreitung von Innovationen. Entwicklung und Anwendung eines kommunikations-strategischen Konzeptes unter besonderer Berücksichti-gung der Delphi-Technik, Köln. Krzystanek Z., Wojtas P. (2004): Monitorowanie środowiska w podziemiach kopalń. Historia i stan obecny. Materiały Międzynarodowej Konferencji Sekcji Cybernetyki w Górnictwie KG PAN nt. Telekomunikacja i systemy bezpieczeństwa w górnictwie. Gliwice, Wydaw. Pol. Śl. Kuciński J. (2006): Organizacja i prowadzenie projektów foresight w świetle doświadczeń międzynarodowych. Warszawa, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN. Kudełko M. (2003): Efektywna alokacja zasobów w krajowym systemie elektroenergetycz-nym. Studia, Rozprawy, Monografie IGSMiE PAN nr 121. Kukuła K. (2000): Metoda unitaryzacji zerowanej. Warszawa, PWN. Lange O. (1973): Statystyka. Warszawa, PWE. Leksykon górniczy (1989): Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Linstone H.A. (1999): National Technology Foresight Activities Around the Globe Resurrec-tion and New Paradigms. Technological Forecasting and Social Change 60, s. 85–94. Linstone H.A., Turoff M. (1975): The Delphi Method – Techniques and Applications. Read-ing, Addison-Wesley. Lisowski A., Gralikowski K. (1994): System ubierkowo-zabierkowy, konkurencja dla systemu ścian kompleksowo zmechanizowanych. Przegląd Górniczy nr 3. Lutyński A., Osoba M. (2007): Problemy mechanicznej przeróbki węgla kamiennego w per-spektywie roku 2020. Materiały konferencji KOMTECH nt.: Innowacyjne i bezpieczne ma-szyny i urządzenia dla górnictwa węgla kamiennego. Gliwice, CMG KOMAG, s. 119–128. Maciejasz Z., Kruk F. (1977): Pożary podziemne w kopalniach, cz. I. Katowice, Wydaw. „Śląsk”.

348

Martin B. (1996): Foresight in Science and Technology. Technology Analysis and Strategic Management Vol. 7, s. 139–68. Martin B. (2001): Technology Foresight in a Rapidly Globalising Economy – a paper prepared for the UNIDO Regional Conference on Technology Foresight for Central and Eastern Europe and the Newly Independent States, Vienna, April 2001 (unido.org). Matuszewski K. (2004): Kierunki poprawy w zakresie przewietrzania, zwalczania zagrożeń poża-rowych, gazowych, pyłowych oraz klimatycznych w polskich kopalniach węgla kamiennego. Szkoła Eksploatacji Podziemnej. Kraków, IGSMiE PAN, s. 483–497. Mika M. (2005): Tendencje i kierunki rozwoju urządzeń kompleksów ścianowych. Prace Naukowe GIG, Seria Konferencje nr 50: „Nowoczesne kompleksy zmechanizowane a koncen-tracja produkcji”, s. 11–22. Miller T. (1999): Elementy statystyki w medycynie. Warszawa, Wydaw. GUS. Mineral Processing Technology Roadmap, 2000. Mining Industry Roadmap for Crosscutting Technologies, 2000. Mining Journal Ltd (Roczny przegląd górniczy) 1999. Mironowicz W. (2003): Monitorowanie stanu bezpieczeństwa w kopalniach. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 9. Mironowicz W., Wasilewski S. (2001): Kierunki automatyzacji procesów technologicznych w ramach restrukturyzacji technicznej kopalń. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 9. Mironowicz W., Wasilewski S. (2005): Kierunki zastosowań nowoczesnych technologii w górnictwie. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 5. Musioł D. (2000): Analiza układów przewietrzania rejonów ścian w podsieciach wentylacyj-nych w aspekcie zagrożenia metanowego, pożarowego i termicznego. Wiadomości Górnicze nr 6. Mutke G., Stec K., Lurka A. (2005): Aktualne rozwiązania w metodzie sejsmologii górniczej, poprawiające efektywność oceny zagrożenia sejsmicznego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 8. New Zealand Foresight Project: Minerals and Mining Sector Strategy Vision for 2010. Nieć M. (2007): Zasoby węgla kamiennego i ich dokumentowanie. Fakty, mity, niedorzeczno-ści. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko. Wydanie specjalne nr III/2007: Geologia i geofizyka w rozwiązywaniu problemów współczesnego górnictwa i terenów pogórniczych. Nowak E. (1990): Problem informacji w modelowaniu ekonometrycznym. Warszawa, PWN. Nowak S. (1965): Studia z metodologii nauk społecznych. Warszawa, PWN. Nowak Z. (2001): Zarządzanie środowiskiem. Gliwice, Wydaw. Pol. Śl. Ocena innowacyjności technologii górniczych – technologie podstawowe i pomocnicze – infrastrukturalne (2007): Gliwice – Katowice – Kraków, Politechnika Śląska, CEiAG EMAG, CMG KOMAG (niepublikowana). Organizing a Technology Foresight Exercise, by Michael Keenan and Ian Miles at the Tech-nology Foresight for Organizers Training Course in Ankara in December 2003. Ostrihansky R. (1996): Eksploatacja podziemna złóż węgla kamiennego. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Overview of Methods used in Foresight, Ian Miles and Michael Keenan, the Technology Fore-sight for Organisers Training Course, Ankara, December 2003.

349

Palarski J. (2004): Analiza możliwości ograniczenia zagrożeń górniczych i poprawy stanu środo-wiska naturalnego w polskich kopalniach węgla kamiennego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie nr 10, s. 3–9. Pawiński J., Roszkowski J., Strzemiński J. (1979: Przewietrzanie kopalń. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Pawłowski T. (1969): Metodologiczne zagadnienia humanistyki. Warszawa, PWN. Pedgen C.D., Shannon R.E., Sadowski R.P. (1995): Introduction to simulation using SIMAN, second edition. Singapore, McGraw-Hill. Pękacki W. (1971): Budownictwo górnicze podziemne, cz. 1: Wykonywanie wyrobisk koryta-rzowych i komorowych. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Phaal R., Farrukh C.J.P., Probert D.R. (2000): Fast-start technology roadmapping, Proceedings of the 9th International Conference on Management of Technology (IAMOT 2000), Miami. Piechota S. (2003): Technika podziemnej eksploatacji złóż, cz. I: Podstawowe zasady i techno-logie wybierania kopalin stałych. Biblioteka SEP. Kraków, IGSMiE PAN. Piechota S. i inni.: Systemy podziemnej eksploatacji złóż (w druku). Pill J. (1971): The Delphi Method: Substance, Context, A Critique and an Annotated Biblio-graphy. Socio-Economic Planning Science Vol. 5, s. 64. Polityka energetyczna Polski do 2025 roku. Warszawa 2005. Poradnik Górnika (1975): Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Probierz K., Strzałkowski P. i inni (praca zbiorowa) (2007): Zarys podziemnego górnictwa węgla kamiennego. Gliwice, Wydaw. Pol. Śl. Proposal of the National Research Programme, Ministry of Education, Youth and Sports, Czech Republic and the Research and Development Council of the Czech Republic, Prague, March 2002. Przegląd stanu stosowanych w górnictwie węgla kamiennego systemów automatyki, informa-tyki i zasilania. Projekt celowy „Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobyw-czego węgla kamiennego”. Podzadanie 1.2.3. 2006. Praca zbiorowa. Katowice (niepublikowa-ny). Przegląd technologii i technik mechanizacyjnych stosowanych w kopalniach węgla. Projekt celowy „Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamienne-go”. Podzadanie 1.2.2. 2006. Praca zbiorowa. Gliwice (niepublikowany). Przegląd technologii wydobycia i przeróbki węgla kamiennego. Projekt celowy „Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego”. Podzadanie 1.2.1. 2006. Praca zbiorowa. Katowice (niepublikowany). Rabsztyn J. (1970): Podstawowe elementy eksploatacji górniczej. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Raport z oceny bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla kamiennego, zaakceptowany przez Radę Ministrów w dniu 24 kwietnia 2007 r. Warszawa, Ministerstwo Gospodarki. Raporty (USA) – Mining Industry of the Future. Raporty dostępne m.in. na stronach www. Robinson J. (1982): Energy backcasting: a proposed method of policy analysis. Energy Policy Vol. 10, No. 4, s. 337–344. Robinson J. (2003): Future subjunctive: backcasting as social learning. Futures Vol. 35, issue 8, s. 839–856.

350

Rosenberg N. (1982): Inside the Black Box: Technology and Economics. New York, Cam-bridge University Press. Saaty T.L. (1990): How to Make a Decision: The Analytic Hierarchy Process. European Journal of Operatiuna Research Vol. 48. s. 9–26. Saaty T.L. (1994): Fundamentals of Decision Making and Priority Theory with the Analytic Hierarchy Process. Pittsburgh, PA, RWS Publications. Saaty T.L. (1996): The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation. Pittsburgh, PA, RWS Publications. Sala M. (2005): Nowoczesne technologie w transporcie szybowym. Międzyn. Konf. Nauk.-Tech. Transport szybowy, t. 1, Zakopane, s. 35–46. Scenariusze rozwoju technologii podziemnej eksploatacji złóż węgla kamiennego – poddziała-nie 4.1 (2007a): Praca zbiorowa. Kraków, AGH (niepublikowane). Scenariusze rozwoju mechanizacji procesów eksploatacji w górnictwie węgla kamiennego – poddziałanie 4.2 (2007b): Praca zbiorowa. Gliwice, CMG KOMAG (niepublikowane). Scenariusze rozwoju systemów informatyki, automatyki i zasilania w kopalniach węgla ka-miennego – poddziałanie 4.3 (2007c): Praca zbiorowa. Katowice, CEiAG EMAG (niepubliko-wane). Scenariusze rozwoju technologii przeróbki mechanicznej węgla kamiennego – poddziałanie 4.4 (2007d): Praca zbiorowa. Gliwice, Politechnika Śląska (niepublikowane). Scenariusze rozwoju technologicznego kompleksu paliwowo-energetycznego dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju (2007): Część 1: Studium gospodarki paliwami i energią dla celów opracowania foresightu energetycznego dla Polski na lata 2005–2030, Część 2: Scenariusze opracowane na podstawie foresightu energetycznego dla Polski na lata 2005–2030. Praca zbiorowa pod redakcją K. Czaplickiej-Kolarz. Katowice, GIG. Setting Priorities, Technology Foresight for Organizers Training Course. Ankara, December 2003. Siewierski S., Wojno L. (1980): Udostępnianie złóż, cz. I. Wrocław, Wydaw. Politechniki Wrocławskiej. Sikora T. (2000a): Prace w zakresie automatyzacji w zakładach przeróbki węgla prowadzone w Centrum Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa EMAG. Prace Naukowe GIG, Seria Kon-ferencje nr 34: Wybrane problemy przeróbki węgla kamiennego. Sikora W. (1997): Pozytywne i negatywne strony technik urabiania: strugowej i kombajnowej w systemach ścianowych – tendencje rozwoju. Szkoła Eksploatacji Podziemnej. Kraków, CPPGSMiE PAN. Sikora W. (2000b): Kombajny chodnikowe stosowane w kopalniach węgla kamiennego. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Górnictwo z. 246. Sikora W. (2008): Innowacje w scenariuszach rozwoju mechanizacji procesów eksploatacji w górnictwie węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 71–88. Sobczyk E. (2000): Wpływ zmian modelu gospodarczego na gospodarkę zasobami złóż węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Studia, Rozprawy, Monografie IGSMiE PAN nr 78. Socio-economic and Development Needs: Focus of foresight programme, by Attila Havas at the Technology Foresight for Organizers Training Course, Ankara, December 2003.

351

Sprawozdanie z realizacji zadania Ministerstwa Gospodarki (2006): Analiza bilansu surowco-wego pod kątem przewidywanej wielkości wydobycia, wykonanego w ramach projektu fore-sight węglowy pt. Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego. Kraków (niepublikowane). Sprawozdanie z realizacji zadania nr 6 (2008): Utworzenie baz danych wiodących technologii w zakresie monitorowania i prognozowania rozwoju technologicznego. Katowice GIG (niepu-blikowane). Staroń T. (1991): Systemy eksploatacji złóż. Lublin, Wydaw. Uczeln. Pol. Lubel. Staroń T. (1995): Górnictwo ogólne. Lublin, Wydaw. Uczeln. Pol. Lubel. Statystyka elektroenergetyki polskiej 2005 (2006): Warszawa, ARE SA. Steven W., Popper C., Wagner S., Larson W. (1998): New Forces at Work: Industry Views Critical Technologies. Santa Monica, RAND. Strategia (2007): Strategia działalności górnictwa węgla kamiennego w Polsce w latach 2007–2015. Dokument przyjęty przez Radę Ministrów w dniu 31 lipca 2007 r., Warszawa. Strategic Management and Business Policy-Entering the 21st century Global Society (1998): Thomas L. Wheelen & J. David Hunger, Addison Wesley. Strzemiński J. (1991): Mechanizacja podziemnego wybierania węgla przy stosowaniu systemu komorowego – „room and pillar”. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 2. Strzemiński J. (2001): Strugi węglowe – dotychczasowy rozwój, stan aktualny, perspektywy, cz. II. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 10, s. 3–22. Sytuacja w elektroenergetyce (2002, 2003, 2004): Warszawa, ARE SA. Szlązak J. (2001): Przewietrzanie wyrobisk ścianowych w kopalniach węgla kamiennego. Wiadomości Górnicze nr 9. Szlązak N., Borowski M., Obracaj D. (2007): Metody zwalczania zagrożenia temperaturowego w polskich kopalniach węgla kamiennego. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko. Wydanie specjalne nr II/2007: Polski Kongres Górniczy. Szlązak N., Borowski M., Obracaj D. (2008): Kierunki zmian w systemach przewietrzania ścian eksploatacyjnych z uwagi na zwalczanie zagrożeń wentylacyjnych. Gospodarka Surow-cami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 201–214. Szlązak N., Obracaj D., Borowski M. (2003): Systemy przewietrzania wyrobisk ślepych w kopalniach węgla kamiennego. Przegląd Górniczy nr 7–8, s. 13–19. Szromek A. (2007): Wskaźniki ilościowe w ocenie sprawności operacyjnej sanatoriów. Gliwice, Wydaw. Pol. Śl. Tajduś A., Kluka J., Rak Z., Stasica J. (1999): Prototypowy system wybierania węgla chodni-kami w obudowie kotwiowej i wykonywanymi z nich wcinkami. Przegląd Górniczy nr 3. The Future Begins with Mining: A Vision of the Mining Industry of the Future (1998). The Handbook of Technology Foresight. Concepts and Practice. PRIME Series and Research Innovation Policy. Hardcover, UK. The Most Commonly Applied Methodologies in Technology Foresight, Jesús Arapé Morales, Regional Conference on Technology Foresight for Central and Eastern Europe and the Newly Independent States, Vienna, April 2001.

352

Tor. A. (2007): Opracowanie innowacyjności stosowanych technologii eksploatacji węgla kamiennego w Jastrzębskiej Spółce Węglowej. Praca zrealizowana w ramach projektu fore-sight węglowy pt. Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego. Katowice (niepublikowane). Trenczek S. (2005): Automatyczna aerometria górnicza dla kontroli zagrożeń aerologicznych. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 3. Trenczek S. (2007a): Hierarchizacja technologii ze względu na ich poziom innowacyjności. Dokumentacja Nr 330.590.6 – część III. Katowice, EMAG (niepublikowana). Trenczek S. (2007b): Jakościowy poziom zasadniczej infrastruktury systemowej w kontekście warunków geologiczno-górniczych i zagrożeń występujących w ruchu zakładu. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko. Wydanie specjalne nr IV/2007: Górnicze Zagrożenia Naturalne 2008, s. 289–301. Trenczek S. (2007c): Zasadnicza infrastruktura systemowa zasilania, informatyki i automatyki w procesie produkcji węgla kamiennego. Materiały XXXV Konferencji Sekcji Cybernetyki w Górnictwie PAN nt. Telekomunikacja i Systemy Bezpieczeństwa w Górnictwie ATI 2007. Katowice, CEiAG EMAG, s. 179–185. Trenczek S., Wasilewski S. (2007): Innowacyjność zasilania, informatyki i automatyzacji w ruchu zakładu górniczego. Materiały VIII Międzyn. Konf. Nauk.-Tech. nt. Innowacyjne i bezpieczne maszyny i urządzenia dla górnictwa węgla kamiennego. Gliwice, CMG KOMAG, s. 87–103. Trenczek S., Wasilewski S. (2008a): Innowacyjność systemowego zasilania, informatyki i automatyki w procesach technologicznych wydobycia węgla. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 89–102. Trenczek S., Wasilewski S. (2008b): Poziomy innowacyjności infrastruktury systemowej zasilania, informatyki i automatyzacji w ruchu zakładu górniczego. Mechanizacja i Automa-tyzacja Górnictwa nr 1, s. 16–27. Trenczek S., Wojtas P. (2006): Rozwój pomiaroznawstwa stosowanego od pomiarów wskaźni-kowych do monitorowania i nadzorowania bezpieczeństwa. Prace Naukowe Instytutu Górnic-twa Politechniki Wrocławskiej, Seria Studia i Materiały nr 32. Trutwin W. (1999): Pomiaroznawstwo i monitorowanie wentylacji kopalń. Materiały 1. Szkoły Aerologii Górniczej. Katowice, Wydaw. CEiAG EMAG. Tumidajski T., Gawenda T., Niedoba T., Saramak D. (2008): Kierunki zmian technologii prze-róbki węgla kamiennego w Polsce. Gospodarka Surowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 246–258. Turek M. (2002): Analiza ekonomicznej efektywności wybierania pokładów cienkich. Szkoła Eksploatacji Podziemnej, t. II. Kraków, IGSMiE PAN, s. 1203–1217. Turek M. (2005): Nie pozostawiajmy pokładów cienkich. Przegląd Górniczy nr 10. Turek M. (2006): Analiza struktury procesu produkcji węgla kamiennego w aspekcie rozwoju technologicznego. Katowice, GIG (niepublikowana). Tyszka T. (1986): Analiza decyzyjna i psychologia decyzji. Warszawa, PWN. UNIDO (2005): Technology Foresight Manual, Volume 1: Introduction to Technology Fore-sight. Vienna, United Nations Industrial Development Organization. Urbaś M., Lamot T., Stopyra M. (2002): Koncepcja eksploatacji grubego i silnie nachylonego pokładu 510 w KWK Kazimierz-Juliusz. Szkoła Eksploatacji Podziemnej. Kraków, IGSMiE PAN.

353

Using Expert and Stakeholder Panels in Technology Foresight – Principles and Practice, by Michael Keenan at the Technology Foresight for Organizers Training Course, Ankara, Decem-ber 2003. Wasilewski S. (2003): Kopalniane systemy dyspozytorskiego nadzoru. Mechanizacja i Auto-matyzacja Górnictwa nr 9. Wasilewski S. (2007): Charakterystyka innowacyjności stosowanych dotychczas technologii. Dokumentacja Nr 330.590.6 – część II. Katowice, EMAG (niepublikowana). Weaver P. i inni (2000): Sustainable Technology Development, Greenleaf. Wechsler W. (1978): Delphi-Methode. Gestaltung und Potential für betriebliche Prognosepro-zesses Schriftenreihe Wirtschaftwissenschaftliche Forschung und Entwicklung, München. Wniosek o dofinansowanie realizacji projektu. Działanie 1.4. Poddziałanie 1.4.5. Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobywczego węgla kamiennego. Katowice 2006. Wojaczek A., Wojtas P. (2000): Urządzenia i systemy telekomunikacji w górnictwie w do-świadczeniach Centrum EMAG. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 10. Wojciechowski J., Isakow Z., Wojtas P. (2005): Systemy dyspozytorskie EMAG wczoraj, dziś i jutro. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 5. Wojtas P., Rej A. (2005): Wkład Centrum EMAG w rozwój urządzeń i systemów telekomuni-kacyjnych w górnictwie. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 5. Zając E. (1994): Organizacja produkcji w kopalniach węgla kamiennego. Katowice, Śląskie Wydaw. Techniczne. Zmysłowski T. (2004): Górnicze maszyny wyciągowe. Część mechaniczna. Katowice, Wydaw. Naukowe „Śląsk”. Znański J. (1994): Górnictwo, t. IV: Eksploatacja złóż, cz. 2. Podziemna eksploatacja złóż. Katowice, Wydaw. „Śląsk”. Zorychta A., Burtan Z. (2008): Uwarunkowania i kierunki rozwoju technologii podziemnej eksploatacji złóż w polskim górnictwie węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mine-ralnymi T. 24, z. 1/2, s. 53–70. Zorychta A., Burtan Z., Chlebowski D. (2003): Wpływ aktualnie stosowanych metod aktywnej profilaktyki tąpaniowej na możliwość wystąpienia tąpnięcia. W: Geomechaniczne modele górotworu tąpiącego. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej. Kraków, IGSMiE PAN. Zorychta A., Chojnacki J., Krzyżowski A., Chlebowski D. (2008): Ocena możliwości wybiera-nia resztkowych partii pokładów w polskich kopalniach węgla kamiennego. Gospodarka Su-rowcami Mineralnymi T. 24, z. 1/2, s. 169–184. Żur T. (1979): Przenośniki taśmowe w górnictwie. Katowice, Wydaw. „Śląsk”.

Strony internetowe

amputee-coalition.org/communicator/vol2no4pg1.html businessballs.com/swotanalysisfreetemplate.htm climatevision.gov/sectors/mining/tech_pathways.html dst.gov.za efmn.info esrc.ac.uk/2010/docs/britain.html

354

foresight.cz foresight.polska2020.pl/mis/pl/links_pl.html (dostęp 6.02.2008). foresightweglowy.pl forlearn.jrc.es/guide/0_home/index.htm minefi.gouv.fr nauka.gov.pl/mn/index.jsp?place=Menu08&news_cat_id=191&layout=2 nma.org/fastfacts.html#anchor208017 oit.doe.gov/mining/vision.shtml planonline.org/planning/strategic/swot.htm pte.pl/pliki/2/11/Nowa_Futurologia.pdf teberia.pl unido.org/file-storage/download/?file_id=45322 (dostęp 5.02.2008). usms.nist.gov/