Żelazny Most na komputerowych filarach

Jednym z podstawowych procesów przeróbki rudy miedzi jest flotacja. To hydromechaniczny proces, polegający na oddzielaniu rudy od skały, czyli jej wzbogacaniu. W Polsce bowiem zawartość metalu w rudach jest niewielka (wynosi 1-2 proc.). W wyniku flotacji powstaje ruda do przeróbki hutniczej, posiadająca zawartość 18-20 proc. czystego metalu. Jednak proces ten powoduje powstanie dużej ilości odpadów w postaci pulpy wodnej składającej się z różnej wielkości ziaren rozdrobnionej skały. Trafia ona do zbiorników osadowych tzw. poflotacyjnych. Największe ich skupiska, zawierające jednostki zarówno czynne, jak i zamknięte, zostały wybudowane przy kopalniach cynku i ołowiu w okolicy Olkusza oraz w Zagłębiu Miedziowym. Tam też znajduje się jeden z największych poflotacyjnych zbiorników na świecie i zarazem największy w Europie.

1580 ha pomiedziowego zbiornika

Żelazny Most, bo to o nim mowa, nazywany często składowiskiem odpadów poflotacyjnych, powstał jeszcze w 1977 roku. Od tego czasu jest nieprzerwanie eksploatowany jako „obiekt unieszkodliwiania odpadów wydobywczych”, które pochodzą z trzech kopalń wydobywających rudę miedzi: Polkowice, Rudna i Lubin. Zajmuje on obszar 1580 ha, zaś jego obwód przekracza 14 km. Wzniesienie ponad pierwotny poziom terenu wynosi, zależnie od stanowiska, od 35 do 65 m. Zbiornik poflotacyjny nie jest zwykłym zbiornikiem wodnym. Nie grożą mu, jak zbiornikowi naturalnemu, wody powodziowe, bowiem nie posiada naturalnych dopływów. Zbiornik poflotacyjny musi być jednak wciąż rozbudowywany, jako że przybywa w nim materiału osadowego. Po sklarowaniu znajdującej się w nim wody jest ona odprowadzana i powtórnie używana do flotacji bądź jest oczyszczana i trafia do rzeki. Działania takie muszą trwać nieustannie, ponieważ wpompowywana do zbiornika pulpa zawiera bardzo dużo wody — od 4 do 6 m sześc. w 1 tonie urobku z flotacji. Nowy materiał skalny nawarstwia się, łatwo osiada na dnie i zbiornik rośnie wzwyż, a jego obwałowanie jest podnoszone samym osadem, który można łatwo rozprowadzać po całej powierzchni, tworząc łagodnie nachylone skarpy. W Żelaznym Moście prace rozbudowy są prowadzone według metody „do wewnątrz”, z wykorzystaniem materiału odłożonego w czasie składowania. Odległość lustra wody od korony wału nie może być mniejsza niż 200 m, aby woda nie uszkodziła wału. Tak zwykle kształtowane są zbiorniki poflotacyjne na całym świecie, np. w USA czy Chile, aby były stabilniejsze niż zwykłe naturalne zbiorniki wodne. Od zewnątrz wał zbiornika trzeba ochraniać przed rozmyciem poprzez rekultywację i nasadzenia nowych roślin. Według badań przeprowadzonych w latach 2003-05 przez naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu i Uniwersytetu Wrocławskiego na terenie wałów zbiornika stwierdzono występowanie 260 gatunków roślin — w tym 34 gatunki traw. Średnie pokrycie powierzchni przez roślinność wynosiło 31,4 proc. Największe znaczenie w ekosystemie zbiornika miały trawy, przy czym szczególne było znaczenie kostrzewy czerwonej. Stanowiła ona 86 proc. i według naukowców, gatunek ten może odgrywać ważną rolę przy stabilizacji obwałowań, tworząc zwartą warstwę darni. Dodatkowo na skład gatunkowy roślin znajdujących się na obwałowaniu zbiornika, oprócz procesu naturalnej sukcesji, duży wpływ wywierają stosowane procesy darniowania. Żelazny Most znajduje się na obszarze, którego podłoże według oceny geologicznej jest nieprzepuszczalne lub słabo przepuszczalne. Tę naturalną ochronę wzmocniono, stosując taką technologię rozprowadzania odpadów, aby stymulować naturalne uszczelnianie dna zbiornika dzięki procesowi tzw. kolmatacji. Następną barierą dla infiltrującej wody jest system drenażu pierścieniowego w korpusie zapory oraz system rowów opaskowych wzdłuż zapór. Jednak najistotniejszym sposobem chroniącym przed przenikaniem zasolonych wód jest system studni odwadniających usytuowany w odległości 50 m od zapór obiektu. Stałym monitorowaniem oddziaływania zbiornika zajmują się odpowiednie służby KGHM Polska Miedź SA oraz Inspekcji Ochrony Środowiska.

Odpady samodzielnie sortowane

Żelazny Most miał jednak od początku swoją piętę achillesową. Były nią unoszone przy silnych wiatrach, zwykle w okresie letnim i wczesnojesiennym, pyły z przesuszonych powierzchni zbiornika. Pierwsze działania zapobiegawcze rozpoczęto jeszcze w 1984 roku, budując kurtyny wodne, czyli systemy rurociągów ze zraszaczami, a także zabezpieczano plaże zbiornika roztworami wodnymi emulsji asfaltowej przy użyciu pojazdów specjalistycznych, a nawet śmigłowców.

Ostatecznie skonstruowano obecnie rozwiązanie umożliwiające transport z wodą odpadów i ich rozprowadzanie wewnątrz zbiornika, tak aby cząstki stałe wiązały się w większe struktury, których nie uniosą nawet silne wiatry. Zostanie ono wdrożone przez Zakład Hydrotechniczny KGHM i projektanta zbiornika wspólnie ze specjalistami z najbardziej doświadczonymi na świecie firmami w budowie rozwiązań inżynieryjnych dla kopalnictwa. Wdrożona technologia pozwala na maksymalne wykorzystanie naturalnej nośności i wytrzymałości zgromadzonych pokruszonych skał, przy czym materiał o dobrej wytrzymałości i grubym uziarnieniu oddziela się sam od innych frakcji i rozkłada w pasie o szerokości ponad 200 m przy obwałowaniach zbiornika. Tworzy to elastyczny, nośny, odwadniany stale dzięki systemowi drenażowemu, szeroki korpus zapory, który może w razie awarii powstrzymać wypływ zawartości zbiornika, zwłaszcza jego centralnej części. Na skutek tego naturalnego oddzielania, słaby, drobno uziarniony szlam gromadzi się w środkowej części zbiornika w granicach stałego akwenu wodnego, gdzie osiada i poprzez zjawisko kolmatacji uszczelnia jego dno. Obecnie taka warstwa uszczelniająca ilasto-gliniasta w strukturze posiada średnią grubość około 20 m i nadal rośnie. Jest ona skuteczna zwłaszcza w powstrzymywaniu odcieków do wód podziemnych i tworzeniu cieków do systemu drenażowego zbiornika. Sam akwen wodny mimo rozległości nie jest szczególnie głęboki; maksymalna głębokość wynosi 4 m, a średnia nie przekracza 2 m. Dno opada łagodnie ku środkowi, tworząc strukturę lejkowatą, co dodatkowo zmniejsza zagrożenie w przypadku awarii lub długotrwałych dużych opadów deszczu. Żelazny Most wyposażono w system zrzutu awaryjnego, umożliwiający w przypadku zagrożenia całościowe lub częściowe opróżnienie zbiornika w ciągu kilku dni, zaś służby dozorujące obiekt oraz system elektronicznego dozoru technicznego stale monitorują stan tego obiektu. System monitoringu został tak skonstruowany, aby wykrywał jak najwcześniej wszystkie istotne i zagrażające Żelaznemu Mostowi anomalia i zmiany w Aparaturze Kontrolno-Pomiarowej. Rozwiązanie jest skomplikowane — ze względu na sąsiedztwo wyeksploatowanychpokładów rudy miedzi i ewentualne oddziaływania górnicze, konieczne jest stałe monitorowanie nie tylko zapory, ale również podłoża. Zadania te realizowane są za pomocą sieci składającej się m.in. z 80 szt. inklinometrów i ok. 2000 szt. piezometrów — służących do pomiaru ciśnień jak i poziomów zwierciadła wód podziemnych. W skład sieci geodezyjnej monitorującej deformacje zapór i przedpola OUOW wchodzi ok. 900 reperów geodezyjnych. Obecnie duża ilość Aparatury Kontrolno-Pomiarowej zainstalowanej na OUOW została zautomatyzowanai jest sterowana przez system komputerowy, który dokonuje na bieżąco rejestracji wyników. Jest on powiązany także z siecią sejsmometryczną, kontrolującą w czasie rzeczywistym ewentualne ruchy podłoża. Kluczowy odcinek wschodni jest kontrolowany przez jeden z najnowocześniejszych komputerowych systemów monitoringu geodezyjnego GeoMoS, produkcji firmy Leica, który dokonuje pomiarów i w razie konieczności alarmuje służby odpowiedzialne za bezpieczeństwo obiektu.

Jak zapobiec powstawaniu odpadów, czyli miedź ze złomu
Ponad 94 proc. odpadów powstających w KGHM pochodzi z procesu flotacji. Jednym ze sposobów zmniejszenia energochłonności produkcji miedzi i zarazem „oczyszczenia” jej jest wytwarzanie tego metalu ze złomu. Jest to obecnie jeden z czołowych trendów w przetwórstwie metali kolorowych — według US Department of Energy na świecie około 30 proc. miedzi i tyle samo aluminium powstaje z przerobienia surowców wtórnych. W 2011 r. 22 proc. całkowitej produkcji miedzi w KGHM SA pochodziło z recyklingu złomów miedzi; obecnie jest to około 25 proc. W Legnicy, w miejscu dotychczasowej huty, budowana jest huta złomowa. Miałaby ona zostać uruchomiona za około 3 lata. Jej moce produkcyjne będą prawdopodobnie większe niż Huty Miedzi Legnica wytwarzającej ok. 105 tys. ton miedzi. Nowy zakład produkowałby bowiem 135 tys. ton na początku działania, a docelowo 200 tys. ton. Z zaopatrzeniem nowej huty KGHM nie powinien mieć problemów. Poza złomem odzyskiwanym przez Ecoren, w strukturze Grupy Kapitałowej KGHM znajdują się dwie spółki zajmujące się hurtowym handlem na rynku miedzi i jej złomów. To legnicka firma Metraco, dostarczająca ponad 102 tys. złomu miedzianego rocznie. oraz zajmujący się skupowaniem złomu metali kolorowych wrocławski Centrozłom. W samej Hucie Miedzi Legnica niemal połowę wsadu piecowego obecnie stanowi złom miedziany. Trzy huty KGHM — w Legnicy, Głogowie oraz Cedyni — w ciągu roku dokonują przeróbki około 120-140 tys. ton złomu miedzianego. [MM]