Academic literature on the topic 'Eksploatacja węgla kamiennego'

Streszczenie W latach 2001-2010 produkcja oraz liczba funkcjonujących kopalń węgla kamiennego w polskim gór­nictwie węgla kamiennego uległa znacznemu zmniejszeniu. Wydobycie węgla ze 102,78 · 106 Mg ograniczono do 76,15 · 106 Mg. Eksploatacja pokładów realizowana w 43 zakładach górniczych w roku 2001, na skutek likwidacji oraz połączenia kopalń, w roku 2010 dotyczyła 29 kopalń. Liczba 30 kopalń metanowych w roku 2001, w których wydobywano węgiel na poziomie 72,37 · 106 Mg, wroku2010 wynosiła21 kopalń, produkujących 52,18 · 106Mg węgla. Pomimo spadku produkcji węgla oraz malejącej liczby kopalń w Polsce wentylacyjna emisja metanu z pro­cesów eksploatacji węgla kopalń metanowych od roku 2001 wzrosła o około 50 m3/Mg. W miarę upływu lat, wysiłki na rzecz odmetanowania niosą jednak pozytywny skutek. Pomimo wzrostu „strat" metanu w procesie odmetanowania, z roku na rok zwiększa się ilość metanu ujętego systemami odmetanowania. Z rozeznania i przeglądu literaturowego dotyczącego zagadnień związanych z emisją metanu w Polsce wynika, że w 2009 roku opublikowano Raport Krajowej Inwentaryzacji Emisji i Pochłaniania gazów ciep­larnianych za rok 2007. Z Raportu Krajowej Inwentaryzacji... wynika, że brak jest danych szczegółowych dotyczących wskaźników emisji metanu z kopalń węgla kamiennego dla polskiego górnictwa. W związku z tym, przygotowano i obliczono szczegółowo emisje metanu z kopalń metanowych w Polsce. Zastosowana metodyka szacowania metanu wykonana została dla dwóch podstawowych źródeł jego emisji. Obliczono emisję metanu w trakcie procesu eksploatacji węgla jako emisję wentylacyjną oraz emisję z układów odgazowania. Takie podejście wynikało z wytycznych IPCC z roku 2006. Aktualizacja proponowanych metod IPCC (2006) szacowania emisji metanu z układów wentylacyjnych i z układów odmetanowania kopalń węgla kamiennego (czynnych i zlikwidowanych) w Polsce polega na za­łożeniu, że wskaźnik emisji metanu (EF) obliczamy, opierając się na wydobyciu z koplań metanowych oraz rzeczywistych wielkościach metanowości bezwzględnej. Rezultat modyfikacji metody szacowania emisji metanu z procesów górniczych dla polskich metanowych koplań węgla kamiennego to równanie wskaźnika emisji metanu. W górnictwie polskim, od roku 2008 średni wskaźnik emisji z systemu węgla kamiennego utrzymuje się na stałym poziomie około 10 m3 C^/Mg. Uzyskane wyniki obliczeń emisji metanu w całym analizowanym okresie lat 2001-2010, mieszczą się w granicach 402-462 Gg (śr. 441,45 Gg).

Streszczenie Federacja Rosyjska znajduje się w ścisłej czołówce wśród światowych producentów i eksporterów węgla. Zgodnie z jej długoterminową polityką, węgiel nadal będzie odgrywał istotną rolę w gospodarce tego kraju. Według tych planów, w roku 2030 produkcja węgla ma osiągnąć poziom 430 min ton (w stosunku do bazowego roku 2010 ma wzrosnąć o 33%), a eksport węgla kamiennego ma wynieść 125 min ton (względem 2010 r. wzrost o 46%). Ze względu na przewidywany szereg nowych inwestycji w rosyjskim górnictwie węgla, niniejszy artykuł poświecono ich omówieniu. Podobnie, jak i inni światowi producenci i eksporterzy węgla, Rosja skupia się zwłaszcza na odbiorcach azjatyckich. Skutkuje to tym, że większość nowych inwestycji w górnictwie węgla planowana jest na Dalekim Wschodzie. Długoterminowy program rozwoju górnictwa węgla w Rosji nie tylko koncentruje się na zagospodarowaniu dwóch najbardziej perspektywicznych złóż węgla: Elginskoje (Republika Jakucji) oraz położonego w Republice Tuwy - złoża Elegetskoje. Zakłada on również budowę nowych centrów wydobywczych węgla w złożach położonych w Republikach: Komi, Tuwy i Jakucji, Obwodach: Rostowskim, Kemerowskim, Irkuckim i Sacha- lińskim, w Chabarowskim i Zabajkalskim Kraju oraz w Chanty-Mansyjskim Okręgu Autonomicznym. W sumie nowe inwestycje planowane są w dziesięciu jednostkach administracyjnych Rosji. W przypadku każdej inwestycji omówiono: w jakim złożu będzie prowadzona eksploatacja węgla, za- stosowany sposób eksploatacji, dodatkowe inwestycje (na przykład: budowa zakładu przeróbczego, budowa elektrowni, linii kolejowej, rozbudowa morskiej infrastruktury transportowej itp.), a także liczbę nowych miejsc pracy oraz kwotę planowanych nakładów inwestycyjnych. Łącznie długoterminowy program przewiduje 37 projektów, z których aż 16 będzie realizowanych w Ob- wodzie Kemerowskim. W efekcie - mają tam powstać nowe kopalnie węgla koksowego i energetycznego, siedem nowych zakładów wzbogacania węgla, dwie elektrownie (o mocy 500 MW i 40 MW), 30 km linii kolejowych oraz nowe składowisko węgla surowego.

W polskim przemyśle górniczym powstaje średnio ok. 35 ∙ 106 Mg odpadów rocznie. Zwałowiska pogórnicze po eksploatacji węgla kamiennego w Polsce zlokalizowane są w obrębie ponad 250 obiektów, w trzech zagłębiach węglowych: górnośląskim (GZW), dolnośląskim (DZW) i lubelskim (LZW). Z występowaniem zwałowisk pogórniczych wiąże się wiele zagrożeń dla środowiska naturalnego, a także dla mieszkańców terenów z nimi sąsiadujących, co wymaga podjęcia skutecznych środków zapobiegawczych. W artykule, na bazie przeprowadzonych badań terenowych, przedstawiono rozmieszczenie oraz charakterystykę zwałowisk pogórniczych na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Omówiono najważniejsze aspekty środowiskowe dotyczące składowania odpadów górniczych. Dokonano oceny technicznych możliwości odzysku węgla ze zwałowisk jako antropogenicznych złóż wtórnych, uzupełnionej ekonomicznym uzasadnieniem odzysku węgla ze zwałowiska pogórniczego. Przedstawiono także uregulowania prawne związane z eksploatacją tych obiektów.

W artykule przedstawiono wpływ działalności górniczej na rozwój ruchów masowych na przykładzie czterech osuwisk. Pierwsze z nich znajduje się w Rydułtowach, na obszarze niecki osiadań spowodowanej podziemną eksploatacją węgla kamiennego. Osuwisko to zagraża najstarszemu tunelowi kolejowemu w Polsce, a jego uaktywnienie było prawdopodobną przyczyną zniszczenia tunelu w 1857 r. Kolejne dwa osuwiska pośrednio są związane z podziemnym ługowaniem soli w krakowskich Swoszowicach. Ostatni z przykładów to osuwisko rozwinięte w nieczynnej kopalni iłów Zesławice, będące świadectwem wpływu powierzchniowej eksploatacji i skarpowania zboczy na rozwój osuwisk.

Streszczenie Wszystkie zasoby kopalin mineralnych ulegają sczerpywaniu na skutek eksploatacji. W ostatnich latach coraz poważniej zaczęto dostrzegać groźbę ich całkowitego wyczerpania, co spowodowałoby bardzo groźne skutki w wielu gałęziach przemysłu. Jeśli chodzi o węgiel kamienny, to wystarczalność jego zasobów zawsze szacowana była na kilkaset lat. W związku z tym nie zwracano tak wielkiej uwagi na problem ich ubytku. Sytuacja jednak się zmieniła. Wyczerpywanie się zasobów węgla, do których był najłatwiejszy dostęp, spowodowało konieczność sięgania do pokładów głębiej położonych lub do pokładów znajdujących się w szczególnie trudnych warunkach geologiczno-górniczych. W ostatniej dekadzie ubiegłego wieku dokonywano wielokrotnie w ramach restrukturyzacji kopalń przekwalifikowywania zasobów z zasobów bilansowych do pozabilansowych. Spowodowało to uszczuplenie bazy zasobowej węgla kamiennego w kategorii zasobów bilansowych. W 2011 roku na zlecenie Ministra Środowiska dokonano weryfikacji zasobów węgla kamiennego w złożach zlikwidowanych kopalń wraz z przeliczeniem ich zasobów na podstawie obowiązujących kryteriów bilansowości. Pozwoliło to znacznie zwiększyć zasoby bilansowe węgla kamiennego. W artykule wyliczono wskaźniki wystarczalności zasobów w latach 2001-2011 dla zasobów bilansowych ogółem, zasobów bilansowych węgla typów 31-33, zasobów przemysłowych ogółem oraz zasobów przemysłowych typów 31-33. Pozwoliło to określić w przybliżeniu liczbę lat potencjalnej eksploatacji, mając zwłaszcza na uwadze potrzeby polskiej energetyki. Z obliczeń wynika, że zakładając obecny poziom wydobycia, węgla kamiennego powinno wystarczyć jeszcze na wiele lat. W przypadku zasobów bilansowych ogółem wskaźnik wystarczalności zasobów przybierał wartości od 419 w roku 2003, do 635 w roku 2011, a dla węgla typu 31-33, w zależności od roku, wskaźnik Wzz2 przybierał wartości od 308 w roku 2002, do 459 w roku 2011. Inaczej kształtuje się wystarczalność zasobów jeśli wziąć pod uwagę zasoby przemysłowe, czyli część zasobów bilansowych, która może być przedmiotem uzasadnionej eksploatacji w waninkach określonych przez projekt zagospodarowania złoża, a więc przy spełnieniu uwarunkowań ekonomicznych, technicznych i ekologicznych. W tym przypadku wystarczalność zasobów przemysłowych ogółem zmienia się w granicach od 72 lat w roku 2001, do 51 lat w roku 2008, a dla zasobów przemysłowych typów 31-33 wskaźnik ten wyniósł 45 lat w 2001 roku, a w 2007 roku 28 lat. Trzeba podkreślić, że analiza przeprowadzona w niniejszym artykule dotyczy tylko i wyłącznie zasobów bilansowych i zasobów przemysłowych węgla kamiennego w Polsce. Zasoby przemysłowe w analizowanym okresie stanowiły od kilku do kilkunastu procent zasobów bilansowych, co znalazło odzwierciedlenie w wartościach wskaźników wystarczalności zasobów. Z zasobów przemysłowych wydziela się jeszcze przewidywane straty, aby otrzymać zasoby operatywne, co dodatkowo skraca żywotność tych zasobów. Wystarczalność zasobów operatywnych w poszczególnych kopalniach jest skrajnie różna. Przykładowo, w KWK Kazimierz-Juliusz sp. z o.o. wynosi 8 lat, a w KWK Halemba-Wirek - 77 lat (Paszcza 2010). Można jednak przypuszczać, że postęp technologiczny pozwoli w przyszłości eksploatować złoża, które obecnie nie są eksploatowane ze względu na trudności techniczne lub pozyskiwanie z nich surowca jest ekonomicznie nieopłacalne.

Artykuł zawiera prezentację wyników badań nad obecnym stanem i kierunkami zagospodarowania kopalni w regionie Górnego Śląska. Zrealizowane badania objęły kilkadziesiąt miejsc związanych z eksploatacją węgla kamiennego. Autor skupił się na zespołach szybowych kopalni podziemnych. Przedstawiono ich rozmieszczenie oraz poddano analizie pod kątem istotnych cech. Scharakteryzowano procesy związane z przemysłową działalnością kopalni, a także ich likwidacją oraz ewentualną adaptacją do nowych funkcji.

Streszczenie Artykuł stanowi próbę oceny wpływu parametrów geologicznych i górniczych na poziom przychodów, kosztów oraz wartość przedsięwzięć inwestycyjnych w górnictwie węgla kamiennego. Teza pracy wiąże się z przekonaniem autora, iż w obszar czynników istotnie współokreślających ocenę przychodów, kosztów i efektywność eksploatacji należy wpisać, obok parametrów jakościowych węgla, także uzysk kopaliny. Pomijanie lub pobieżna ocena parametrów jakościowych węgla w pokładach oraz wpływu uzysku na postęp i koszty wydobycia może istotnie zniekształcać ocenę potencjału konkretnych aktywów geologiczno-górniczych. Dotyczy to w szczególności wydobycia w nowych rejonach wydobywczych lub też nowych złożach. Do badań symulacyjnych zbudowano dedykowany model oceny pozwalający skwantyfikować kierunek i siłę wpływu wartości opałowej, zawartości popiołu i siarki oraz współczynnika uzysku węgla netto (UWN) na poziom i zmienność łącznych przychodów, kosztów i ostatecznie wartość projektów geologiczno-górniczych. W tym celu opracowano również autorskie formuły szacowania kosztów stałych i zmiennych w funkcji zmiennego UWN. Rezultaty badań przedstawiono ostatecznie w konwencji analizy scenariuszowej. Uzyskane wyniki wskazują na istotny wpływ wartości opałowej i ilości skały płonnej mierzonej zmiennością uzysku węgla netto na poziom generowanych przychodów, kosztów oraz prognozowane miary oceny działalności operacyjnej hipotetycznej kopalni węgla kamiennego. Wykazano, że zmiana o 1 GJ wartości opałowej może powodować od 3,57% do 4,76% wzrostu/spadku łącznych przychodów. W przypadku złóż węgla kamiennego, dla których realny uzysk węgla może wahać się w przedziale 60–80% można oczekiwać zmiany kosztów wydobycia węgla nawet o 53,0% w tym zakresie. Błąd oszacowania NPV, przy zmienności wartości opałowej w przedziale 21–27 GJ/Mg, może wahać się w przedziale 0–78%, natomiast spadek uzysku węgla o 18 pkt. może obniżać wycenę działalności operacyjnej kopalni nawet o 872,4%, co wynika z cech metody NPV i opracowanego scenariusza bazowego (NPV ≈ 0). W publikacji nie wyczerpano zakresu analizowanej problematyki. Artykuł stanowi część większej całości prac nad sformułowaniem wytycznych (wskazówek) pozwalających właściwie szacować wartość aktywów geologiczno-górniczych w warunkach zmiennych parametrów geologicznych i górniczych, biorąc pod uwagę dodatkowo błędy oszacowania wartości średnich cech jakościowych wydobywanej kopaliny.

Streszczenie Istotnym aspektem prawidłowo prowadzonego procesu zarządzania w kopalniach jest ocena potencjału złoża, jego optymalnego udostępnienia, zagospodarowania i eksploatacji. W ten zakres zagadnień włączają się niewątpliwie właściwie rozumiane aspekty kosztów urabiania skały płonnej, która towarzyszy procesowi wydobycia kopalin użytecznych. Analizując dane dotyczące gospodarki skałą płonną w górnictwie węgla kamiennego w Polsce można zauważyć, że od roku 2010 ponad 30,0% całości wydobycia stanowią odpady wydobywcze. Na tle statystyki wydobycia węgla od roku 2003 ujawnia się ponadto rosnący trend w tym zakresie. W artykule postawiono tezę, iż urabianie i wydobywanie skały płonnej istotnie i negatywnie wpływa na efektywność prowadzonego wydobycia oraz łączny poziom kosztów w kopalniach węgla kamiennego. Artykuł stanowi próbę weryfikacji i kwantyfikacji realnych kosztów skały płonnej w przygotowanym na potrzeby symulacji modelu ekonomiczno-finansowym przykładowej kopalni węgla kamiennego w całym cyklu życia omawianego projektu. W celu zweryfikowania postawionych tez badawczych zbudowano dedykowany model oceny, bazujący na metodach dyskontowych, w którym analizowano koszty skały płonnej pochodzącej zarówno z wyrobisk chodnikowych jak i ścian wydobywczych. Na jego podstawie zweryfikowano, oprócz samej oceny efektywności ekonomicznej nowego złoża, wpływ zmiennej ilości (i kosztów) skały płonnej na kluczowe mierniki (wskaźniki) ekonomiczno-finansowe projektu. Wpływ kosztów skały płonnej badano w zakresie współczynnika uzysku węgla netto (WUWN) od 50% do 99%. Analiza potwierdziła, że dla skrajnie niskich wartości WUWN koszty urabiania skały płonnej mogą sięgać 48,3% całości kosztów operacyjnych w nowo projektowanej kopalni. Przy bazowym poziomie WUWN (74,6%) udział kosztów skały płonnej w całkowitych kosztach operacyjnych wynosi blisko 28,7%. Dodatnia NPV, dla przyjętych bazowych wartości kluczowych zmiennych decyzyjnych, występuje dopiero przy poziomie WUWN w przedziale 77,0–80,0%. Dopiero przy wartości WUWN rzędu 80,0%, IRR jest wyższa od średniej efektywnej stopy dyskontowej w projekcie (RADR = 12,7% vs IRR = 12,8%). Istotny wpływ na uzyskane wartości zmiennych zdyskontowanych ma przyjęta stopa RADR. Przedstawione wyniki pokazują, że urabianie kamienia może być i jest niejednokrotnie bardziej kosztowne niż samego węgla.

Hard coal mining is characterised by features that pose numerous challenges to its current operations and cause strategic and operational problems in planning its development. The most important of these include the high capital intensity of mining investment projects and the dynamically changing environment in which the sector operates, while the long-term role of the sector is dependent on factors originating at both national and international level. At the same time, the conditions for coal mining are deteriorating, the resources more readily available in active mines are being exhausted, mining depths are increasing, temperature levels in pits are rising, transport routes for staff and materials are getting longer, effective working time is decreasing, natural hazards are increasing, and seams with an increasing content of waste rock are being mined. The mining industry is currently in a very difficult situation, both in technical (mining) and economic terms. It cannot be ignored, however, that the difficult financial situation of Polish mining companies is largely exacerbated by their high operating costs. The cost of obtaining coal and its price are two key elements that determine the level of efficiency of Polish mines. This situation could be improved by streamlining the planning processes. This would involve striving for production planning that is as predictable as possible and, on the other hand, economically efficient. In this respect, it is helpful to plan the production from operating longwalls with full awareness of the complexity of geological and mining conditions and the resulting economic consequences. The constraints on increasing the efficiency of the mining process are due to the technical potential of the mining process, organisational factors and, above all, geological and mining conditions. The main objective of the monograph is to identify relations between geological and mining parameters and the level of longwall mining costs, and their daily output. In view of the above, it was assumed that it was possible to present the relationship between the costs of longwall mining and the daily coal output from a longwall as a function of onerous geological and mining factors. The monograph presents two models of onerous geological and mining conditions, including natural hazards, deposit (seam) parameters, mining (technical) parameters and environmental factors. The models were used to calculate two onerousness indicators, Wue and WUt, which synthetically define the level of impact of onerous geological and mining conditions on the mining process in relation to: —— operating costs at longwall faces – indicator WUe, —— daily longwall mining output – indicator WUt. In the next research step, the analysis of direct relationships of selected geological and mining factors with longwall costs and the mining output level was conducted. For this purpose, two statistical models were built for the following dependent variables: unit operating cost (Model 1) and daily longwall mining output (Model 2). The models served two additional sub-objectives: interpretation of the influence of independent variables on dependent variables and point forecasting. The models were also used for forecasting purposes. Statistical models were built on the basis of historical production results of selected seven Polish mines. On the basis of variability of geological and mining conditions at 120 longwalls, the influence of individual parameters on longwall mining between 2010 and 2019 was determined. The identified relationships made it possible to formulate numerical forecast of unit production cost and daily longwall mining output in relation to the level of expected onerousness. The projection period was assumed to be 2020–2030. On this basis, an opinion was formulated on the forecast of the expected unit production costs and the output of the 259 longwalls planned to be mined at these mines. A procedure scheme was developed using the following methods: 1) Analytic Hierarchy Process (AHP) – mathematical multi-criteria decision-making method, 2) comparative multivariate analysis, 3) regression analysis, 4) Monte Carlo simulation. The utilitarian purpose of the monograph is to provide the research community with the concept of building models that can be used to solve real decision-making problems during longwall planning in hard coal mines. The layout of the monograph, consisting of an introduction, eight main sections and a conclusion, follows the objectives set out above. Section One presents the methodology used to assess the impact of onerous geological and mining conditions on the mining process. Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) is reviewed and basic definitions used in the following part of the paper are introduced. The section includes a description of AHP which was used in the presented analysis. Individual factors resulting from natural hazards, from the geological structure of the deposit (seam), from limitations caused by technical requirements, from the impact of mining on the environment, which affect the mining process, are described exhaustively in Section Two. Sections Three and Four present the construction of two hierarchical models of geological and mining conditions onerousness: the first in the context of extraction costs and the second in relation to daily longwall mining. The procedure for valuing the importance of their components by a group of experts (pairwise comparison of criteria and sub-criteria on the basis of Saaty’s 9-point comparison scale) is presented. The AHP method is very sensitive to even small changes in the value of the comparison matrix. In order to determine the stability of the valuation of both onerousness models, a sensitivity analysis was carried out, which is described in detail in Section Five. Section Six is devoted to the issue of constructing aggregate indices, WUe and WUt, which synthetically measure the impact of onerous geological and mining conditions on the mining process in individual longwalls and allow for a linear ordering of longwalls according to increasing levels of onerousness. Section Seven opens the research part of the work, which analyses the results of the developed models and indicators in individual mines. A detailed analysis is presented of the assessment of the impact of onerous mining conditions on mining costs in selected seams of the analysed mines, and in the case of the impact of onerous mining on daily longwall mining output, the variability of this process in individual fields (lots) of the mines is characterised. Section Eight presents the regression equations for the dependence of the costs and level of extraction on the aggregated onerousness indicators, WUe and WUt. The regression models f(KJC_N) and f(W) developed in this way are used to forecast the unit mining costs and daily output of the designed longwalls in the context of diversified geological and mining conditions. The use of regression models is of great practical importance. It makes it possible to approximate unit costs and daily output for newly designed longwall workings. The use of this knowledge may significantly improve the quality of planning processes and the effectiveness of the mining process.