Otworowe kopalnie siarki w Polsce

Otworowe kopalnie siarki – polskie kopalnie wydobywające siarkę ze złoża, metodą podziemnego wytopu przegrzaną wodą, opracowaną przez prof. Bohdana Żakiewicza.

Schemat podziemnego wytopu siarki metodą Frascha

Schemat otworowego wydobycia siarki metodą prof. Żakiewicza

Siarka rodzima.

Polskie złoża siarki

Historia

Metoda eksploatacji złóż siarki za pomocą otworów wiertniczych, zwana również metodą Frascha, lub metodą podziemnego wytapiania została opracowana pod koniec XIX w. w Stanach Zjednoczonych. Jej wynalazcą był inżynier chemik Herman Frasch (1851-1914), urodzony w Niemczech. Proces polegał na zatłaczaniu przegrzanej wody technologicznej do złoża za pomocą kolumn wydobywczych. Odkrycie w 1953 przez prof. Stanisława Pawłowskiego z Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie^[1][2] złóż siarki w okolicach Tarnobrzega^[3] położonych na znacznej głębokości, skłoniło polskich naukowców do poszukiwań sposobów związanych z jej wydobyciem metodą podziemnego wytopu^[2].

Pierwsze informacje na temat otworowego górnictwa siarki za pomocą metody Frascha dotarły do Polski po tym, jak w 1955 profesor Stanisław Pawłowski i inż. Franciszek Machalski, w ramach udziału w Kongresie Geologicznym w Meksyku, zwiedzili kopalnię Jaltipan gdzie stosowano tę metodę. Jednym z prekursorów wprowadzenia tej technologii do eksploatacji polskich złóż siarki był też inżynier górniczy Sroka Włodzimierz, który poznał metodę pracując w kopalniach siarki w Meksyku jako stypendysta ONZ^[4].

W 1960 prof. Bohdan Żakiewicz^[5][6], opracował podstawy teoretyczne i opatentował – patent nr 48717, technologiczne rozwiązania dostosowujące metodę Frascha do polskich warunków eksploatacji złóż siarki. Rozwiązaniem odróżniającym polską metodę od tradycyjnej, była kontrola przepływu gorącej wody w złożu, realizowana poprzez odbieranie ze złoża zużytej, schłodzonej wody za pomocą otworów zlokalizowanych na przedpolu eksploatowanego złoża. Metoda ta, nazwana przez niego hydrotermodynamiczną, pozwalała na wytapianie siarki w otwartym hydrogeologicznie złożu, bez pozostawiania wody technologicznej pod ziemią. Wprowadził również nowe rozwiązania, które umożliwiały kontrolowanie przepływu gorącej wody zatłaczanej do złoża, kształtowanie strefy wytopu siarki, oraz eksploatację złóż o niewielkiej przepuszczalności wody. Ta metoda znalazła zastosowanie w eksploatacji złóż siarki m.in. w Tarnobrzeskim Zagłębiu Siarkowym, na Ukrainie w Niemirowie^[7][8] i w Miszraku Irak^[4][9].

Kopalnia siarki Grzybów

Historia kopalni siarki Grzybów rozpoczęła się w 1958, gdy opracowano dokumentację geologiczną złoża siarki w okolicach Grzybowa. Wówczas uznano, że możliwe jest zastosowanie polskiej zmodyfikowanej metody Frascha i pod nadzorem prof. Bogdana Żakiewicza przeprowadzono program badań mających na celu dokładne poznanie warunków geologiczno – górniczych złoża siarki, pod kątem możliwości zastosowania tej metody eksploatacji. Efektem było uruchomienie doświadczalnej otworowej kopalni siarki w Grzybowie w lipcu 1964^[10][4]. Pierwszy okres eksploatacji kopalni przebiegał pod znakiem eksperymentów z nową technologią. W tworzeniu podstaw tej nowej metody wydobycia, brali udział naukowcy z różnych instytucji, jak: Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie oraz Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej^[4]. W dniu 27 maja 1966 przeprowadzono rozruch urządzeń kopalni, a 1 czerwca 1966 wydobyto pierwszą tonę siarki^[4][11]. Kopalnia jako pierwsza w Europie wydobywała siarkę metodą podziemnego wytopu, tzw. metodą otworową^[12]. Do końca 1966 wydobyto 15 350 ton siarki. 1 stycznia 1967 powołano samodzielne przedsiębiorstwo pod nazwą Doświadczalna Kopalnia Siarki Grzybów. Zgodnie z uchwałą Komitetu Ekonomicznego Rady Ministrów nr 157/67 postanowiono rozbudować kopalnię do zdolności produkcyjnej 800 tys. ton siarki rocznie. Cel ten osiągnięto w lipcu 1969^[4].

W maju 1996, zdecydowano o zakończeniu działalności kopalni Grzybów^[13], z której wciągu 30 lat wydobyto 26,376 mln ton siarki. Obszary pokopalniane, poddano rekultywacji, łącznie objęto obszar o powierzchni ok. 548,84 ha i dodatkowo 10,06 ha wokół składowiska siarki i składowiska odpadów górniczych w Jarosławicach. 502,30 ha zostało ponownie zalesione, a 56,60 ha wykorzystane pod rolnictwo^[4][14].

Kopalnia siarki Jeziórko

W 1967 w położonej niedaleko Tarnobrzega wsi Jeziórko (dziś są to tereny gminy Grębów), rozpoczęto budowę drugiej otworowej kopalni siarki Jeziórko^[15][16]. Kopalnia rozpoczęła działalność w 1967^[11]. Pierwsze trzy otwory eksploatacyjne odwiercono do końca czerwca 1967 a pierwszą siarkę wydobyto 16 lipca 1967. Wodę technologiczną pozyskiwano, z wybudowanych lokalnych kotłowni gazowych, oraz elektrociepłowni w Machowie, a od 1978 również rurociągiem z Elektrociepłowni Stalowa Wola. W latach 80 XX w. specjalnie dla potrzeb kopalni, zbudowano kotłownię w Olendrach^[17]. W ciągu pierwszych 5 lat działalności kopalnia osiągnęła zdolność produkcyjną na poziomie 1,5 mln ton siarki na rok^[4].

Po zakończeniu w 2001 wydobycia siarki^[2][18][19], rozpoczęto prace likwidacyjne infrastruktury technicznej i rekultywację terenów górniczych^[20]. Zastosowanie wapna poflotacyjnego, stanowiącego odpad z przeróbki rudy siarkowej w odkrywkowej kopalni siarki w Machowie, pozwoliło na skuteczną rekultywację terenów. Rekultywacji w kierunku wodno-rolno-leśnym, poddano teren o powierzchni ok. 2098 ha. Powstały zbiorniki wodne, rowy odwadniające i kanały odprowadzające wodę do rzeki Żupawki zajmujące powierzchnię ok. 250 ha, a 1850 ha stanowią obecnie tereny leśno-łąkowe^[21].

W trakcie 34-letniego funkcjonowania kopalni siarki Jeziórko wykonano 6048 szt. otworów eksploatacyjnych na powierzchni 21,4 km2 objętej przemysłowym wykorzystaniem i wydobyto ponad 74 mln ton siarki. Była to największa, otworowa kopalnia siarki na świecie^[16][2]. Konsekwencją działalności kopalni były także nieodwracalne zmiany kulturowe: przestała istnieć mająca średniowieczne korzenie, wieś Jeziórko^[15].

Stan obecny

Kopalnia Dolomity z Sandomierza, zamierza ponownie wydobywać siarkę z pozostałego złoża na terenie byłej kopalni, której potrzebuje do produkcji nawozów sztucznych. Firmie udało się przekonać do reaktywacji kopalni samorząd gminy Grębów i otrzymała od Ministra Ochrony Środowiska koncesję na wydobycie^[22].

Kopalnia siarki Osiek

W październiku 1984 rząd podjął decyzję o budowie kopalni siarki w Osieku. Początkowo zdolność produkcyjna kopalni wynosiła ok. 330 tys. ton siarki rocznie, a w drugim etapie miała osiągnąć wydobycie na poziomie 1,3 mln ton siarki na rok. Kopalnia nadal prowadzi eksploatację złóż siarki^[18]. Jest to obecne jedna z dwóch kopalni na świecie, w których wydobycie siarki jest prowadzone zmodyfikowaną metodą Frascha^[1][19]. Do końca 2022 w kopalni wydobyto łącznie 17,792 mln ton siarki. Obecnie rocznie jest wydobywanych ok. 0,45 mln ton siarki (2022 ). Oprócz siarki płynnej i granulowanej kopalnia produkuje nawozy sztuczne na bazie siarki^[4][23]. Grupa Azoty Kopalnie i Zakłady Chemiczne Siarki „Siarkopol” obecny właściciel kopalni, uzyskała pozytywną decyzję Ministra Środowiska umożliwiającą przedłużenie wydobycia siarki w kopalni do 2040. Udzielona koncesja dotyczy wydobywania siarki na obszarze o powierzchni ok. 13,53 km2. Zasoby na wyznaczonym obszarze górniczym określono na 9,99 mln ton^[24].

Kopalnia Basznia

Kopalnia siarki Basznia, w Baszni koło Lubaczowa rozpoczęła działalność w październiku 1977 jako kopalnia doświadczalna. Głównym celem było przetestowanie otworowego wydobywania siarki ze złóż, cechujących się małą wodochłonnością. Kontrolę nad eksploatacją prowadził Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Siarkowego Siarkopol w Tarnobrzegu. Wykorzystano wcześniejsze doświadczenia z podziemnym wytopem, m.in. z zamkniętym obiegiem wody technologicznej, zastosowane w kopalni siarki Grzybów i Jeziórko. Od 1981 kopalnia rozpoczęła pełną eksploatację złoża, którego zasoby szacowano na ok. 109,6 mln ton. W 1990 kopalnia została przejęta przez spółkę Sulphurquest of Poland Ltd^[25]. Spółka ta kierowała kopalnią do lipca 1993 gdy nie uzyskała przedłużenia koncesji na kontynuację wydobycia siarki. W lipcu 2000 kopalnia została przekazana kopalni siarki Machów, która została zobowiązana do likwidacji zakładu i rekultywacji obszaru przemysłowego. W 2011 nieruchomości byłej kopalni zostały kupione przez firmę Polska Siarka Sp. z o.o. w organizacji z siedzibą w Sandomierzu. W roku 2019 nowy inwestor należący do kapitałowej Grupy PBI Sandomierz, wznowił wydobycie siarki na tym terenie, otwierając nowoczesny zakład górniczy Basznia II^{[18][4][26][27]}. Kopalnia jest jedną z dwóch czynnych kopalni na świecie, w której stosowana jest metoda podziemnego wytopu siarki^[26][28]. Od czasu wznowienia działalności do końca 2022 w kopalni wydobyto 53,1 tys. ton siarki. Planowana jest rozbudowa kopalni^[4][29].

Kopalnia siarki Machów II

Kopalnia siarki Machów II była kopalnią doświadczalną, rozpoczęła działalność w sierpniu 1985. Głównym celem tego projektu było przetestowanie otworowej metody eksploatacji złoża, znajdującego się w bliskim sąsiedztwie czynnej kopalni odkrywkowej Machów. Eksploatację kopalni zakończono w październiku 1993 ze względów ekonomicznych. Łączne wydobycie siarki wyniosło 784,9 tys. ton. Obszar kopalni Machów II zrekultywowano, tworząc tereny zielone wokół zbiornika wodnego o powierzchni ok. 455 ha i głębokości do 42 m, o nazwie Jezioro Tarnobrzeskie, utworzonego w zlikwidowanym wyrobisku odkrywkowej kopalni siarki Machów^[4][18].

Na świecie

Aktualnie na świecie działają tylko dwie tego typu kopalnie siarki. Oprócz kopalni Osiek jest także kopalnia Basznia II zlokalizowana na terenie wsi Basznia Dolna^[30].

Zobacz też

• odkrywkowe kopalnie siarki