•    Jakie znaczenie dla kopalni węgla Brunatnego Bełchatów ma układ pompowy?

System odwadniania wyrobisk górniczych jest jednym z podstawowych i najważniejszych elementów niezbędnych dla prawidłowego i bezpiecznego funkcjonowania całego procesu wydobywczego w kopalni. Rocznie do rzek Widawka i Krasówka pompujemy około 200 mln m3 wody, co daje wskaźnik ok. 8 m3 na 1 tonę wydobytego węgla. Wymaga to od nas ciągłej mobilizacji dla utrzymania wysokiej sprawności układów pompowych, co w warunkach ruchu kopalni jest zadaniem niezwykle trudnym i skomplikowanym. Układy pompowe są zatem podstawowym systemem zapewniającym przede wszystkim bezpieczeństwo pracy ludzi i maszyn.

•    Eksploatacja układów pompowych jest w górnictwie jednym z bardziej energochłonnych procesów. jakie działania podejmujecie, by zwiększyć ich efektywność?

Efektywność energetyczna układów technologicznych w KWB Bełchatów jest przedmiotem bieżących analiz i ocen technicznych, których celem jest obniżenie zużycia energii w całym procesie wydobycia węgla brunatnego.

Spółka PGE GiEK uczestniczy w krajowym systemie wsparcia efektywności energetycznej, w związku z czym również nasza kopalnia prowadzi systematyczne działania związane z zarządzaniem efektywnością energetyczną. W oddziale funkcjonuje zespół audytorski, którego obszarem działania jest m.in. układ odwodnienia.

Procesem optymalizacji objęte są w szczególności funkcjonujące układy pompowe systemów odwadniania wgłębnego i powierzchniowego, które zużywają znaczne ilości energii elektrycznej w skali całej kopalni. Na efektywność stosowanych rozwiązań mają również wpływ wymogi formalne. Są one zawarte w obowiązujących przepisach bezpieczeństwa. Z kolei przepisy te regulują prowadzenie ruchu odkrywkowych zakładów górniczych, w kontekście których mogą wystąpić ekstremalne zdarzenia związane z zagrożeniami naturalnymi, w tym między innymi nawalne opady atmosferyczne.

W procesie inwestycyjnym stawiamy przede wszystkim na budowę obiektów odwodnienia wgłębnego i powierzchniowego: studni odwadniających i pompowni, których układy pompowe wyposażone są w wysokosprawne zespoły pompowe, sprawdzone podczas dotychczasowej eksploatacji w trudnych warunkach. Kontrolę nad sterowaniem i optymalizacją pracy układów pompowych „powierzamy” specjalistycznym systemom informatycznym, a ich obsługę stanowi doświadczona kadra pracowników Działu Odwodnienia. Starsze układy pompowe, głównie pompowni, są sukcesywnie modernizowane poprzez: wymianę silników na konstrukcje wysokosprawne, montaż nowej armatury i montaż niezbędnych urządzeń kontrolno-pomiarowych, a także opracowanie nowych algorytmów uruchamianie zespołów pompowych. Działania te pozwalają nam na określanie rzeczywistych charakterystyk pomp i dopasowywanie ich pracy w instalacji według zasady: brak dławienia i eksploatacja w pobliżu punktu optymalnego sprawności zespołu pompowego.

•    Na jakie rozwiązania stawiacie w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji pomp?

W zakładach górniczych wydobywających węgiel brunatny, zaliczanych do drugiego stopnia zagrożenia wodnego, bezpieczeństwo eksploatacji pompowni i tym samym układów pompowych jest dokładnie określone w rozporządzeniu ministra gospodarki w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu odkrywkowego zakładu górniczego. Już na etapie projektowania pompowni uwzględniane są wymogi określone w tym dokumencie, a mianowicie: odprowadzenie dobowych dopływów wód podziemnych i opadowych w ciągu 24 godzin, rezerwę wynoszącą 50% łącznej wydajności pomp oraz – w przypadku możliwości retencjonowania wód na poziomach eksploatacyjnych – odprowadzenie dopływu dobowego w ciągu 36 godzin. Pompownie spełniające te podstawowe założenia są w pełni bezpieczne, również podczas opadów tzw. nawalnych. Dodatkowo system odwodnienia wyposażony jest w układy sprowadzeń rurowych, którymi możemy skierować nadmiar wód w bezpieczne miejsca retencjonowania i po ustaniu opadów wypompować wodę do pompowni.

•    Czy macie doświadczenia w zakresie bezprzewodowego sterowania agregatami pompowymi?

Funkcjonują one w systemie eksploatacji odwadniania wgłębnego. Od 2016 r. eksploatujemy 614 studni głębinowych i 1319 piezometrów wewnętrznych i zewnętrznych w systemie monitoringu i automatyzacji obiektów odwodnienia wgłębnego złoża węgla brunatnego „Bełchatów”. Część z tych obiektów, a mianowicie studni głębinowych, wyposażona jest w systemy, które pozwalają na sterowanie pracą pomp głębinowych w sposób automatyczny według zadanych parametrów. Są to dwa parametry: wydajność pompy lub położenie zwierciadła wody w studni podczas pracy pompy głębinowej. W tych przypadkach łączność z obiektami realizowana jest poprzez sieć GSM/GPRS. Dotychczasowa eksploatacja spełnia nasze założenia i działa skutecznie.

•    Jako użytkownicy układów pompowych, jak oceniacie współpracę między projektantami i dostawcami pomp?

Projektanci pompowni oraz przyszli użytkownicy powinni współpracować z producentami zespołów pompowych, którzy w większości są firmami inżynierskimi wyspecjalizowanymi w technice pompowej, w zakresie doboru pomp i projektowania układów pompowych. Kopalnia ma w tym zakresie duże doświadczenie. Dobrym przykładem może być współpraca z polskim producentem pomp górniczych, Grupą Powen-Wafapomp z Zabrza oraz biurem Poltegor-projekt z Wrocławia, w zakresie realizacji pompowni odwodnienia powierzchniowego, w oparciu o innowacyjne konstrukcje zatapialnych agregatów pompowych typów OZ i OWZ. Taka trójstronna współpraca zarówno w zakresie wykonawstwa nowych pompowni, jak również modernizacji, zaowocowała rozwiązaniami, które spełniają wysokie wymagania jakościowe, optymalizują koszty inwestycyjne oraz umożliwiają energooszczędną eksploatację.

•    Polską branżę pompową tworzą firmy, które można określić mianem innowacyjnych?

W wyniku wieloletniej współpracy z polskimi firmami produkującymi pompy głębinowe, stacjonarne, monoblokowe, zatapialne małych i dużych mocy oraz silniki głębinowe i zatapialne dużych mocy, powstały innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne, technologiczne i materiałowe, które zapewniają wieloletnią żywotność eksploatacyjną w trudnych warunkach odwadniania wgłębnego i powierzchniowego.

W zdecydowanej większości producentami tych zespołów pompowych są firmy polskie. Producenci, wykorzystując swoje możliwości wytwórcze, zwłaszcza w zakresie coraz bardziej precyzyjnego odlewania układów przepływowych, np. z żeliw wysokostopowych oraz staliw odpornych na erozję, i doświadczenia eksploatacyjne z innych zastosowań w systemach odwadniania, oferują nowe konstrukcje o zwiększonych sprawnościach optymalnych.

Kopalnia posiada własny katalog głębinowych agregatów pompowych, zawierający ponad 123 typy, o bardzo zróżnicowanych parametrach eksploatacyjnych Q i H. Jest on oparty przede wszystkim na produktach polskich, w zdecydowanej większości z Hydro-Vacuum Grudziądz. Każdy agregat poddawany jest próbie ruchowej na stacji prób. Uzyskanie atestu, który potwierdza parametry hydrauliczne i energetyczne agregatu, jest warunkiem koniecznym przed zabudową w studni odwadniającej. Zautomatyzowany system eksploatacji układów pompowych w studniach odwadniających wymaga, aby bieżące parametry eksploatacyjne odnosić do rzeczywistej charakterystyki Q-H i w ten sposób obliczana jest energochłonność pracy układu.

Polscy producenci pomp i silników zajmują czołowe miejsca w rankingach firm innowacyjnych w kraju. Rankingi obejmują przedsiębiorstwa inwestujące w rozwój drogą szeroko zakrojonych działań badawczo-rozwojowych.

Rozmowa została również opublikowana w nr 2/2018 magazynu Pompy, Pompownie.