Fot. Mariusz Kapała
Górniczy geofizycy mierzą i śledzą wstrząsy. Musztarda po obiedzie? Dzięki nim ratownicy wiedzą, gdzie ruszyć z pomocą i którą część kopalni należy ewentualnie ewakuować. A liczy się każda minuta...
Gdzieś tam, podczas rodzinnego spotkania, słyszymy od polkowiczan, czy głogowian opowieści o kołyszącym się żyrandolu, dzwoniących szklankach w kredensie, otwierających się drzwiczkach od szafek. Nie, tym razem nie jest to opowieść o duchach... - W obszarze górniczym Rudna aktywność sejsmiczna rocznie rejestrowana jest w granicach około 19 tys. zjawisk sejsmicznych - mówi Eugeniusz Koziarz, szef stacji geofizyki górniczej kopalni Rudna. - Jednak nie znaczy to, że tyle razy na powierzchni kołyszą się żyrandole. Takich odczuwalnych na powierzchni wstrząsów było raptem w minionym roku 59.
Magnituda, amplituda, energia…
Wędrujemy po stacji geofizycznej kopalni Rudna. Spodziewaliśmy się większych emocji, tymczasem żadnych wstrząsów. W głównej roli komputery, monitory i... mnóstwo matematyki. Manituda, amplituda, energia... Nuda. - O tych zdarzeniach sejsmicznych w telewizji się nie trąbi, chyba, że dojdzie do tragedii. Tutaj mówimy o wstrząsach w skali mikro, które zamykają się w granicach dwóch, trzech obszarów górniczych - uzupełnia Koziarz.
Na wstępie poznajemy różnicę między wstrząsem a tąpnięciem
Wstrząs nie skutkuje trwałymi zmianami w wyrobisku górniczym, nie zagraża bezpieczeństwu, kończy się nieprzyjemnym wrażeniem ruchu górotworu oraz efektami akustycznymi. Wyrobiska po wstrząsie nadają się do odtworzenia, dalszej eksploatacji, po tąpnięciach są zazwyczaj na trwałe stracone.
Czy stacja geofizyczna, ze swoimi czujnikami, sejsmografami jest w stanie przewidywać wstrząsy? Jak słyszymy, jest to niemożliwe. Geofizycy nie są w stanie przewidzieć nadchodzących zdarzeń. Są natomiast w stanie obliczyć energię wstrząsu i, co najważniejsze, wyznaczyć jego epicentrum. I na tym polega istota pracy stacji. Szybka lokalizacja epicentrum, obliczenie energii „dreszczy”...
- Kopalnia Rudna ma trzynaście oddziałów wydobywczych i stacja jest potrzebna na co dzień - dodaje Jerzy Wróbel, główny inżynier ds. tąpnięć ZG Rudna. - Przy silniejszych wstrząsach wycofujemy załogę z zagrożonego oddziału. Sygnał wędruje do dyspozytora, który podejmuje o tym decyzję. Kiedy jest potrzeba wezwania ratowników, dokładnie wiemy, w które miejsce należy ich skierować, wskazujemy konkretny szyb i przekazujemy uwagi organizacyjnie.
Za sprawą kopalń
Gdy pytamy o to, czy te wstrząsy to efekt trzęsień Ziemi, dowiadujemy się, że, cóż, jesteśmy ignorantami. Generalnie mieszkamy na terenie asejsmicznym i wszelkie ruchy górotworu mają tu właśnie związek z działalnością górniczą. Tutaj nie ma opowieści o rowach tektonicznych i wędrówce kontynentów. Stacja obserwuje rejon działalności kopalni Rudna i częściowo teren „sąsiadów” z Sieroszowic-Polkowic oraz i Głogowa Głębokiego Przemysłowego. Ogółem obszar górniczy kopalni Rudna to powierzchnia około 78 km kw, a teren eksploatacji obejmuje około 100 km kw.
Geofizycy nie mają wpływu na kierunek eksploatacji. Bo i trudno - mimo pracy geologów - precyzyjnie przewidywać to, co górników czeka „za rogiem”, nie można stworzyć jednego modelu geologicznego.
Mimo miliardów inwestowanych w bezpieczeństwo ryzyko to codzienność. Górnicy wiedzą, że poprzez urabianie materiału skalnego wytwarzają pustkę, a górotwór żyje, puste wyrobiska się zaciskają, przesuwają strop, spąg. I najważniejsze. Górnicy urabiają wyrobisko przy pomocy materiałów wybuchowych. Tzw. roboty strzałowe to przecież setki kilogramów materiałów wybuchowych. W ten sposób sami generują wstrząsy.
- Jeśli po robotach pirotechnicznych odnotujemy wstrząs, należy to uznać za sukces - dodaje Wróbel. - Oznacza to, że górotwór się odprężył i to w momencie, gdy nie ma na dole, oprócz osób odpalających przodki, ludzi. To podstawowa zasada profilaktyki. Odpalamy materiały wybuchowe i półtorej godziny czekamy... Dopiero wówczas do wyrobiska wchodzą górnicy, wjeżdżają maszyny. A są rejony, gdzie liczymy się z dużym ryzykiem wstrząsów, a co za tym idzie tąpnięć, gdzie po strzelaniach czekamy sześć, dwadzieścia cztery godziny, a i bywają takie, gdy strzelamy tylko raz w tygodniu, na koniec tygodnia.
Niektóre rejony są znacznie bardziej podatne na tąpnięcia
Zależy to od parametrów wytrzymałościowych skał, które budują górotwór i w furcie eksploatacyjnej, czyli w miejscu, które jest eksploatowane. Tutaj także nie ma żadnych reguł. Owa furta może mieć 2,2 metra wysokości, ale może także kilkanaście metrów. Podobnie jest z głębokością, na której zalegają eksploatowane złoża. Miedziowi górnicy kopalni Rudna zaczynali od jakichś 800 metrów, teraz są już poniżej 1.200 metrów pod powierzchnią. Rozcinka, wyrównanie frontów, i specjalna uwaga, którą otacza się naroża - najsłabsze i najbardziej narażone na tąpnięcie. Tutaj praca uczy pokory wobec natury.
Niemal jak GPS
Nagle komputer stojący przed dyżurnym piszczy. - To nie u nas, u kolegów z Sierpolu (Polkowice-Sieroszowice) - mówi szef stacji. Oto podobne „obserwatoria” geofizyczne mają trzy kopalnie. Tym razem wstrząs nastąpił na granicy obszaru działania Rudnej. W tym przypadku można tylko wyznaczyć wstępną lokalizację, gdyż nie ma szansy „zamknąć” triangulacji. Ogólnie mówiąc system przypomina nieco wyznaczanie pozycji GPS.
W Rudnej znajduje się 55 stanowisk pomiarowych. Jak mówią fachowcy, jest to sieć płaska, ponieważ kopalnie miedzi są jednopokładowe.
W efekcie każde pole eksploatacyjne jest w zasięgu minimum czterech stacji, co pozwala precyzyjnie wyznaczyć epicentrum wstrząsu. Na dole podstawą pomiarów są prędkości drgań fali, która wychodzi ze źródła wstrząsu sejsmicznego. Z kolei na powierzchni istotny jest pomiar przyspieszenia, czyli jakby odpowiedzi na to, co dzieje się na dole.
Patrzymy na mapę. Całość uzupełnia 25 punktów pomiarowych na powierzchni. Widać, że pod specjalnym nadzorem jest ogromny zbiornik unieszkodliwiania odpadów wydobywczych, czyli Żelazny Most. Ciągle w pamięci pozostaje katastrofa, do której doszło przed laty w Iwinach. Teraz i zbiornik jest całkowicie innej konstrukcji, i geofizycy czuwają nad tym, co się dzieje.
- Te czerwone kółka to rejony szczególnie zagrożone?
- Nie, to filary ochronne dla szybów i właśnie zbiornika Żelaznego Mostu - tłumaczy Koziarz. - Krótko mówiąc, tutaj nie prowadzimy robót górniczych, aby nie osłabiać górotworu.
W sposób szczególny potraktowano również Polkowice
Z jednej strony jest tutaj najbogatsza „kolekcja” czujników, z drugiej wykonano szereg operacji, aby miasto możliwie najbardziej uchronić przed skutkami działalności „sąsiadów” z dołu. Oto przed laty Polkowice posadowiono nad najlepszymi złożami miedzi. Warstwa miedzionośna miała kilkanaście metrów grubości i złoże było wyjątkowo bogato ukruszcowane. Czyli prawdziwa wisienka na torcie. Tutaj także po najsilniejszych, czyli najbardziej energetycznych wstrząsach, najwięcej jest sygnałów. I wreszcie właśnie na tym obszarze doszło do dwóch „dziewiątek”, po których wybuchła prawdziwa panika. Wpływ starano się ograniczyć poprzez wykonanie kosztownej podsadzki hydraulicznej. Polega to na wypełnieniu pustych wyrobisk wodą zmieszaną z piaskiem, po czym woda jest odsysana.
To nie stopnie Richtera
Dziesięć do szóstej „dżula”? Tak, bowiem górnicy nie posługują się znaną wszystkim skalą Richtera, ale mierzą siłę wstrząsów w julach. W skali Richtera oblicza się manitudę wstrząsów, tutaj posługuje się długością zapisu lub amplitudą sygnału. Najsilniejsze wstrząsy w KGHM, zwane „dziewiątkami”, odpowiadają tak mniej więcej czwórce w skali Richtera. I jak natychmiast dodają nasi rozmówcy, wbrew pozorom nie ma reguły, że najsilniejsze wstrząsy są najbardziej niszczycielskie. Nawet „dwójka” może spowodować śmierć górnika strzałowego i trwałe zniszczenia w wyrobisku górniczym złoża. Najsilniejsze zjawiska występowały w zaskakującej regularności, co dwa lata i doszło do nich w latach 2000, 2002, 2004 i 2006.
- To nie jest sztuka dla sztuki, ale element naszego sytemu bezpieczeństwa - wyjaśnia szef stacji geofizyki. Obsługa stacji jest stała, 24 godziny na dobę. Tutaj najważniejsze jest doświadczenie. Koledzy są w stanie ocenić rząd energii i wyznaczyć pole eksploatacyjne, w którym wystąpił wstrząs jeszcze zanim komputer te wartości przeliczy. Alert o wstrząsie natychmiast wędruje do 110 upoważnionych odbiorców, którzy mają zwizualizowaną informację nałożoną na mapę oddziału eksploatacyjnego.
Geofizycy mają dużo do powiedzenia. Już nawet na etapie konstruowania kopalnianej biblii, czyli planu ruchu. Wraz z geologami przygotowują prognozę deformacji terenu, która z kolei staje się podstawą chociażby do wydawania warunków zabudowy... Ale to już inna historia...
Jak wielekroć słyszymy podczas wizyty w KGHM, wstrząsy w górnictwie to nic nadzwyczajnego. Próbują z tym walczyć, ale się nie da, to natura. Prowadzone są obserwacje, badania, KGHM współpracuje z naukowcami, obserwuje zachowanie się górotworu. Górnicy starają się także, aby te kaprysy natury niwelować, chociażby poprzez strzelania odprężające czy nowatorskie rozwiązania konstrukcyjne maszyn. Jako przykład podawany jest często niedawny, wyglądający niezwykle groźnie wypadek, z którego operator wyszedł niemal bez szwanku, mimo że na jego maszynie leżało ponad 500 ton skał. To zasługa maszyn specjalnej konstrukcji, które mają kabiny kapsułowe..