Kopalnia otworowa to szczególny rodzaj zakładu górniczego, w którym wydobycie kopalin odbywa się nie przez drążenie szybów ani usuwanie nadkładu, lecz z pomocą specjalnie przygotowanych otworów wiertniczych, wykonywanych z powierzchni ziemi. Ta metoda pozwala sięgać po surowce znajdujące się na dużych głębokościach, bez potrzeby tworzenia klasycznych wyrobisk podziemnych czy odkrywkowych.
W odróżnieniu od tradycyjnych kopalń, dostęp do złoża uzyskuje się tu poprzez odwierty – często uzbrojone w rury, kolumny i systemy tłoczące. W otwory wtłacza się odpowiednie media technologiczne, które umożliwiają wypłukiwanie, rozpuszczanie, topienie lub przekształcanie kopaliny. Co ciekawe, w wielu przypadkach wydobycie i zatłaczanie odbywa się tym samym odwiertem, co znacząco upraszcza całą infrastrukturę.
Proces rozpoczyna się od wykonania odwiertu, którym z powierzchni ziemi dociera się do złoża. Następnie do złoża wtłaczane są specjalne czynniki – może to być gorąca woda, para, rozpuszczalnik chemiczny, a nawet bakterie. Ich zadaniem jest przekształcenie kopaliny w ciecz lub gaz, który następnie może zostać wypompowany na powierzchnię.
To metoda niezwykle wszechstronna i stosunkowo bezpieczna dla środowiska, jeśli jest odpowiednio zarządzana. Pozwala na precyzyjne zarządzanie złożem i minimalizuje wpływ na krajobraz.
Kopalnie otworowe wykorzystywane są do pozyskiwania różnych typów kopalin:
Wydobycie w kopalniach otworowych opiera się na trzech głównych rodzajach procesów:
Wspólnym celem tych metod jest zmiana stanu skupienia kopaliny – tak, aby możliwe było jej przetransportowanie na powierzchnię przez otwór wiertniczy.
W zależności od rodzaju kopaliny, wykorzystywane są różne typy maszyn i instalacji. W kopalniach siarki i soli spotykamy specjalistyczne wiertnice hydrauliczne, wyposażone m.in. w głowice obrotowe, agregaty hydrauliczne czy pompy płuczkowe.
W przypadku wydobycia ropy i gazu na lądzie stosuje się stacjonarne wieże wiertnicze i mobilne agregaty do wierceń poszukiwawczych. Na morzu z kolei pracują zaawansowane platformy wiertnicze – stałe, samopodnoszące się (jack-up), półzanurzalne lub wiertnicze statki typu drillship.
Współczesne kopalnie otworowe to zaawansowane systemy inżynieryjne. Coraz częściej wykorzystuje się wiercenia kierunkowe, które pozwalają z jednego miejsca wykonać wiele odnóg w różnych kierunkach. Dzięki temu można maksymalnie wykorzystać zasoby, ograniczając liczbę odwiertów i ingerencję w środowisko.
Za prekursora tej metody uznaje się Hermana Frascha – niemieckiego chemika, który pod koniec XIX wieku opracował technologię podziemnego wytopu siarki za pomocą gorącej wody. W Polsce przełom nastąpił w latach 50. XX wieku, kiedy prof. Stanisław Pawłowski odkrył złoża siarki w rejonie Tarnobrzega.
W odpowiedzi, prof. Bohdan Żakiewicz opracował polską metodę hydrotermodynamiczną, dostosowaną do lokalnych warunków. Jej wdrożenie umożliwiło budowę pierwszej w Europie kopalni otworowej siarki – w Grzybowie. Już w 1966 roku wydobyto tam pierwszą tonę surowca, a w ciągu kolejnych lat kopalnia osiągnęła pełną zdolność produkcyjną.
Dziś tego typu wydobycie prowadzi się m.in. w Inowrocławiu, Mogilnie czy Radojewicach, gdzie eksploatuje się solanki. Historyczne kopalnie otworowe istniały również w Łężkowicach czy w Baryczy, będąc częścią większych kompleksów solnych w Bochni i Wieliczce.
Jedną z najbardziej zaawansowanych platform wiertniczych na świecie jest Maersk Inspirer, zdolna do wydobywania nawet 2 tys. m³ ropy i 1,5 mln m³ gazu dziennie. Posiada również moduł produkcji energii o mocy 24 MW.
Na platformach morskich życie toczy się w rytmie 14-dniowych zmian. Załogi są dowożone śmigłowcami, a cały czas pracy skupia się wokół monitorowania parametrów wydobycia. Jak żartobliwie mówią niektórzy pracownicy – „z ropą i gazem jest jak z butelką coca-coli: delikatnie odkręcona bulgocze długo, ale jak się ją wstrząśnie, to wyleje się fontanną”.
Kopalnie otworowe stanowią dziś jeden z największych filar nowoczesnego górnictwa, szczególnie w sektorze energetycznym i chemicznym. Dzięki postępowi technologicznemu są coraz bardziej efektywne, bezpieczne i przyjazne środowisku. Pozwalają dotrzeć do złóż wcześniej uznanych za niedostępne – z powierzchni lądu, z dna morskiego, a nawet z terenów zurbanizowanych, bez potrzeby rozkopywania powierzchni.
Spodobała Ci się treść? Oceń nas!