Wykład 2.c.
Ogólna charakterystyka złóż siarki rodzimej w Polsce ( ze szczególnym
uwzględnieniem złoża Osiek.
Ogólna charakterystyka złóż siarki rodzimej w Polsce ( ze szczególnym
uwzględnieniem złoża Osiek.
1. Geneza złóż siarki rodzimej i ich lokalizacja (występowanie).
2. Ogólny zarys budowy geologicznej (stratygrafia,litologia i morfologia).
3. Typy litologiczne rudy siarki,
4. Osiarkowanie rudy- strukturalno- teksturalne formy osiarkowania.
5. Własności fizyczno mechaniczne rudy siarkowej (przed wytopem i po
wytopie) .
6. Okres eksploatacji i globalne wydobycie polskich kopalń siarki
7. Eksploatacja siarki metodÄ… podziemnego wytapiania- znamiona technologii
okresu poczÄ…tkowego-c.d.
8. Likwidacja górnictwa siarki-przeszłość i teraz
niejszość
9. Stan obecny górnictwa otworowego siarki- KS  Osiek
1. Geneza złóż siarki rodzimej i ich lokalizacja (występowanie).
Ad1. Złoża siarki w Polsce są złożami typu chemibiogenicznego
(złoża pogipsowe).
Wg hipotezy Bischoffa powstały:
w wyniku redukcji siarczanów do siarkowodoru w pierwszej
fazie,
w wyniku utlenienia siarkowodoru do siarki (w drugiej fazie).
" redukcja:
CaSO4 + 2C = CaS + 2CO2,
CaS + CO2 + H2O = H2S + CaCO3
" utlenienie H2S do siarki:
2H2S + O2 = 2H2O + 2S.
Wczoraj- Odkrycie i udokumentowanie złóż siarki
" w latach 1937-1939 oraz 1945-1950- wykonane przez profesora
Stanisława Pawłowskiego badania geofizyczno-grawimetryczne,
" 1952 r.- opracowanie planu badania struktur geologicznych w rejonie
ujawnionych anomalii.
" 1953 r.- w miejscowości Luszyca koło Połańca nawiercono na
głębokości ok. 295 m wapienie osiarkowane o miąższości ok. 1,5 m.
samego roku a otworem A-1 w Mokrzyszowie koło Tarnobrzega
nawiercono wapienie siarkonośne na głębokości 76 m.
" 1976 r. max. stan udokumentowanych zasobów bilansowych wynosił
ok. 984 mln Mg, natomiast stan zasobów geologicznych przekroczył
miliard Mg. Do tego czasu odkryto następujące duże złoża : Piaseczno
(1956),Grzybów-Gacki (1957,1956), Jeziórko-Grębów (1967), Jamnica
(1970), Rudniki (1973), Basznia (1974), Osiek- Baranów Sandomierski
(1976) [3,9].
" od tej ostatniej daty następuje spadek stanu zasobów siarki rodzimej
związany z eksploatacją i stratami eksploatacyjnymi i przeróbczymi
oraz brakiem odkryć nowych złóż.
Wybrane parametry odkrytych złóż siarki w Polsce.
Kategoria Parametry graniczne i średnie
Złoże rozpoznania
Miąższość Zawartość Zasobność Miąższość Współczynnik
złoża siarki [Mg/m2] nadkładu filtracji
[m] [%] ilastego [m/dobÄ™]
[m]
1 2 3 4 5 6 7
Grzybów B 3,0-44,0 5,0-52,8 1,4-31,8 96-218 0,003-33,1
-Gacki (śr. 15,0) (śr. 21,5) (śr. 10,21) (śr. 156,7) (śr. 0,01)
Machów B+C1+C2 2,4-18,1 10,6-58,20 2-18,6 61,0-241,0 0,001-11,14
(9,1) (30,6) (6,2) (132,2) (0,976)
Jeziórko- A+B+C1 2,9-31,4 6,0-42,8 0,4-28,6 61,0-241,0 0,001-11,14
Grębów (10,9) (26,5) (6,5) (132,2) (0,976)
Jamnica C2 4,1-28,9 10,6-56,8 1,3-15,0 b.d. 4,2-7,2
(10,8) (24,5) (6,3) (226,2) (5,7)
Osiek C1 4,0-36,5 8,85-38,4 1,75-26,9 89-131 0,11-3,5
(17,14) (30,1) (11,46) (113,9) (0,57)
Baranów C1 3,0-48,8 14,1-43,8 1,1-30,6 b.d. 0,004-2,8
Skopanie (21,4) (33,1) (6,0) (207,1) (0,27)
Basznia A+C1+C2 2,0-32,2 6,2-32,0 1,1-19,1 b.d. 0,007-4,11
(11,2) (25,6) (7,1) (292,3) (0,25)
Lokalizacja złóż siarki w Polsce;
" rejon staszowski,
" rejon tarnobrzeski,
" rejon lubaczowski
Rozmieszczenie złóż siarki w Polsce
TYPY LITOLOGICZNE RUDY SIARKI
W układzie trójskładnikowym CaCO3  siarka  części
ilaste, dla rudy o zawartości siarki do 50 %, graniczne
procentowe zawartości części ilastych można przyjąć
następująco:
d" 8%
" Wapienie osiarkowane J
d" 12%
d"
" Wapienie margliste osiarkowane 8% J
d"
d"
" Margle osiarkowane 12% J 20%
d"
d"
" Margle ilaste osiarkowane 20% J 33%
d"
d"
" IÅ‚y margliste osiarkowane 33% J 43%
e"
" IÅ‚y osiarkowane J 43%.
Typy rudy siarki
Natomiast jako typy rudy:
d" 12%
" Ruda typu wapiennego J
d"
d"
" Ruda typu marglistego 12% J 33%
e"
" Ruda typu ilastego J 33%.
Udział w złożu [%] Średnie  S [%]
Ruda typu wapiennego 88 29,7
Ruda typu marglistego 10 19.3
Ruda typu ilastego 2 9,7
Strukturalno- teksturalne formy osiarkowania:
rozumie siÄ™ typ krystalizacji siarki i formÄ™ przestrzennego rozmieszczenia.
Typy krystalizacji: siarka krystaliczna,
" siarka zbita (woskowa) o tłustym połysku- występuje najczęściej,
" siarka pylasta- występuje w marglistych typach rudy.
Forma rozprzestrzenienia:
" Skupienia gniazdowe (5- 20 mm),
" Skupienia gronowo-impregnacyjne (1- 5 mm),
" Skupienia żyłkowe,
" Skupienia plamiste- najwyższe siarkowanie,
" Skupienia pasemkowe- najwyższe siarkowanie.
Tabela. Miąższość nadkładu i typy litologliczne w profilu nadkładu ( wg danych KS  Osiek )
Głębokość Zawartość Zawartość Porowatość, Litologia nadkładu
Nr stropu zł. iłu, % piasku, % %,
otworu śr. zawar- śr. zawartość porowatość
tość iłu, % piasku, % ogólna, Kp,
C- 62 135,3 24,9- 87,0 18,4- 51,1 0,11- 24,04 p, isp, ip, i, pi, , in, i
69,6 27,7 2,7
C- 72 Nie uchw. 40,0- 88,0 11,8- 41,4 0,14- 18,61 p, ip, isp, p, ip, p, ip,
132,7* 72,0 25,7 2,3 isp, ip, in, , ip, i, ip
C- 85 119,4 28,9- 81,9 16,4- 37,9 0,41- 33,23 pi, isp, ip, in, i
67,3 28,9 3,8
C- 101 129,4 33,5- 91,1 8,8- 45,9 0,06- 20,63 p, isp, ip, i, in, ip, i
76,3 22,5 1,2
C- 205 133,5 17,8- 92,3 7,4- 41,7 0,14- 40,51 p, pi, psp, ip, in, i, isp
71,3 25,6 3,1
C- 303 Nie uchw. 55,7- 89,1 10,8- 36,4 0,07- 7,93 isp, i, ip, in, ip, i
131,5 * 76,4 22,2 1,4
C- 405 127,7 49,7- 91,2 8,6- 39,3 0,06- 10,99 p, ip, i, ip, in, i, isp, i
76,3 22,6 1,1
p- piasek, pi- piasek ilasty, isp- ił silnie piaszczysty, ip- ił piaszczysty, in- ił niskooporowy, i- ił
*)- miąższość dla której liczono wartości średnie
Przykładowy profil serii chemicznej
OTWOR X Y MIAŻSZOŚĆ ZASOBNOŚĆ NADKA
AD
53523, 61408,
4 6
C92 9 8 22,8 11,19 77,1
RODZAJ
STROP SP
G SKALNY POROWATOŚĆ OSIARKOWANIE
131,5 132,7 W PO 13,9
132,7 136,5 W SP 26
136,5 139,2 W ZB 33,3
139,2 140 W SP 23,6
140 141,5 W ZB 29,7
141,5 141,9 W SP 23,3
141,9 144 W ZB 33
144 148,4 WM SP 13,8
148,4 149,1 W PO 1,4
149,1 149,5 W SP 11,1
149,5 152,9 W PO 1,7
152,9 156,3 W SP 17,4
156,3 156,6 WM PO 0,4
156,6 158,2 M SP 1,9
158,2 160 M ZB 20,6
160 160,4 W SP 19,5
160,4 162,1 W ZB 25,6
WA
ASNOÅšCI RUDY SIARKI:
a) przed wytopem;
" ciężar właściwy [G/cm3] : 2,17  2,84, (śr. 2,51)
" ciężar objętościowy [G/cm3] : 1,65  2,65, (śr. 2,26)
" porowatość [%] : 0,5- 32, (śr.10); 9,4-w,14,3- m, 23,5- i
" wsp.filtracji [m/d] :0,01  145, (śr. 9,5)
" wytrzymałość na ściskanie Rc [kG/m2] : 30  500, (śr. 206);
215-w, 116-m
a) po wytopie;
" ciężar właściwy [G/cm3] : 2,50  2,65, (śr. 2,61)
" ciężar objętościowy [G/cm3] : 1,40  2,20, (śr. 1,84)
" porowatość [%] :10 - 50, (śr.30);
" wsp.filtracji [m/d] :od kilku do kilkuset
" wytrzymałość na ściskanie Rc [kG/m2] : 22,3  17,1 ; r.t.w i r.t.m
32,6  26 ; r.t.i
6.Okres eksploatacji i globalne wydobycie polskich
kopalń siarki
Wydobycie
Okres Metoda Wydobycie rudy
Lp Nazwa kopalni siarki (mln
wydobycia eksploatacji siarki (mln Mg)
Mg)
Kopalnia  Piaseczno 1958-1971 odkrywkowa 3,59 17,2
1
Kopalnia  Machów 1969-1992 odkrywkowa 11,01 55,8
2
Kopalnia  Grzybów 1966-1996 otworowa 26,375 -
3
Kopalnia  Jeziórko 1967-2001 otworowa 74,09 -
4
Kopalnia  Basznia 1977-1993 otworowa 0,495 -
5
Kopalnia  Machów II
1985-1993 otworowa 0,785 -
6
(doświadczalna)
Kopalnia  Osiek 1993-nadal otworowa 11,600* -
7
Razem 127,945 73,0
*) do końca 2011 r.
Przekrój przez złoże rudy siarki Piaseczno-Machów i lokalizacja
kopalń odkrywkowych
7. Eksploatacja siarki metodÄ… podziemnego
wytapiania- znamiona technologii okresu
poczÄ…tkowego-c.d.
W latach 1966÷1976 główny naciski poÅ‚ożono na wzrost wydobycia,
w mniejszym stopniu zaś na uwzględnienie wymogów ochrony
środowiska oraz energochłonność procesu.
" Niekorzystny wpływ na środowisko i niska enregochłonność procesu
eksploatacji wynikały ze stosowania otwartego obiegu wód
technologicznych i złożowych.
" Ponadto proces eksploatacji miał mały stopień hermetyzacji
względem otoczenia geologicznego, powierzchni ziemi i powietrza
atmosferycznego ;
ciągły pobór wody ze środowiska
zrzut zanieczyszczonych wód złożowych,
obecność węzłów zestalania i kruszenia siarki,
emisja siarkowodoru,
duża ilość zjawisk erupcyjnych i tp.)
Eksploatacja siarki metodÄ… podziemnego
wytapiania- znamiona technologii okresu
poczÄ…tkowego.
Pierwsze piętnaście lat stosowania metody w Polsce
charakteryzuje się sukcesami głównie w obszarze
technologiczno-organizacyjnym takimi jak:
" uruchomienie w ciągu roku produkcji w dwóch kopalniach,
" osiągnięcie olbrzymiej dynamiki wzrostu wydobycia siarki
(drugi producent światowy),
" wybudowanie największej na świecie kopalni otworowej o
zdolności wydobywczej ok. 3,2 mln Mg siarki/rok (KS 
Jeziórko przy ok. 300 otworach jednocześnie
zaangażowanych w wydobycie),
" osiągnięcie pozycji drugiego eksportera światowego tego
surowca.
Wydobycie siarki rodzimej w Polsce w latach 1961 - 2010.
Wydobycie siarki w Polsce
8.Likwidacja górnictwa siarki-przeszłość i
teraz
niejszość
Konieczność likwidacji znaczącej części potencjału wydobywczego
siarki rodzimej związana jest z załamanie się koniunktury cen na
światowym rynku siarki na początku lat 90-tych ubiegłego wieku oraz
z przemianami ustrojowymi i gospodarczymi w Polsce.
Aby nie doprowadzić do całkowitej upadłości całej branży wydobycia
i przetwórstwa siarki, w oparciu o wypracowane programy
restrukturyzacji, procedury legislacyjne i zmiany organizacyjne tego
przemysłu:
" zakończono wydobycie w Kop. Siarki  Machów (1992 r.),
" zakończono wydobycie w Kop. Siarki  Grzybów (1996 r.)
" założono ograniczenie wydobycia w Polsce do poziomu 2,2 mln
ton/rok,
" wydzielono jednostki likwidacyjne, które przeszły na finansowanie
działalności z pieniędzy budżetowych,
" wybudowano nowoczesną Kopalnię Siarki  Osiek opartą o zamknięty
obieg wód technologicznych i złożowych (1993 r.),
" zakończenie eksploatacji w KS  Jeziórko (2001 r.- czerwiec)
Likwidacja, rekultywacja i zagospodarowanie wyrobisk odkrywkowych
Likwidacja górnictwa siarki-przeszłość i teraz
niejszość
Najważniejszy cel likwidacji :
usunięcie wszelkich zagrożeń górniczych i ekologicznych, które
obejmują: likwidację otworów wiertniczych, likwidację skażeń
powierzchniowych i możliwości skażenia siarkowodorem wód
gruntowych oraz w powstajÄ…cych zbiornikach itd., rekultywacja i
zagospodarowanie.
Kierunki rekultywacji i zagospodarowania:
" rolno-leśny (zwałowiska , kop. Grzybów ,  Basznia )
" użytków ekologicznych (wodno- leśno- łąkowy)-
kop. Jeziórko
Likwidacja górnictwa siarki-przeszłość i teraz
niejszość
Likwidacja i rekultywacja zakończona:
" Obszar  Grzybów (2006 r.) leśno-rolna w KS  Grzybów trwała 14 lat i objęła
obszar ok. 624,3 ha. Na przeważającej powierzchni ok. 533 ha miała kierunek
leśny.
" Kopalnia  Jeziórko - obejmuje obszar ok.1 928 ha i prowadzona będzie do:
- 2013 r. przez Kopalnię Siarki  Machów S.A.,
- 2015 r. przez KiZPS  Siarkopol w likwidacji (całkowite zakończenie).
W obszarze  Jeziórko powstaje kilkanaście różnej wielkości zbiorników o
głębokość do kilku m, których pow. sumaryczna wynosić będzie od.160-450
ha, a objętość ponad 4 mln m3.
9. Stan obecny górnictwa otworowego siarki- KS
 Osiek
Wybrane dane liczbowe i cechy technologii:
" zasoby przemysłowe złoża  Osiek - ok. 48 mln Mg,
" zasoby operatywne ok. 29,4 mln Mg siarki.
" projektowa zdolność wydobywcza-760 tys. Mg/rok.
" dotychczasowe wydobycie od 1993 r.- 11 600 tys Mg,
" wskaz
nik zużycia ciepła dodanego- ok.2,6- 3,0 GJ/Mg siarki,
" wskaz
nik zużycia wody- ok.5,2 m3/Mg siarki,
" zamknięty obieg wód technologicznych i złożowych,
" wysoki stopień hermetyzacji procesu technologicznego względem
powierzchni ziemi, wód i powietrza atmosferycznego,
" ekspedycja siarki w postaci granulowanej i płynnej.
Mapa sytuacyjno-wysokościowa rejonu KS  Osiek
Stan obecny górnictwa otworowego siarki- KS  Osiek
- wydobycie miesięczne w ostatnich trzech latach
Wskaz
nik zużycia
Wskaz
nik zużycia
Rok 2008 Wydobycie wody
ciepła dodanego
technologicznej
miesiÄ…c Mg/miesiÄ…c GJ/Mg S m3/Mg S
I 70 600 2.90 5.41
* - wartości
II 67 500 2.84 5.14
przybliżone
III 68 700 2.89 5.43
** - wydobycie
średnie miesięczne w
IV 64 200 2.89 5.43
2009 roku
V 72 900 2.68 5.47
***- wydobycie
średnie miesięczne w
VI 70 400 2.58 5.48
okresie 9 miesięcy
2010 r.
VII 75 100 2.54 5.34
VIII 78 000 2.53 5.25
2011 r.- 657.000 Mg
IX 71 100 2.78 5.59
X 68 900 2,95 5.70
XI 28 600 4.53 7.89
XII 26 500 5.21 8.72
Rok 2009 21 900** > 5,21* > 8,72*
Rok 2010 37 200*** 4,14 6,26
Perspektywy
Perspektywa czasowa:
Perspektywa bliższa- eksploatacja 6- 10 lat w kop. Osiek przy
wydobyciu ok.750- 800 tys. t./rok,
Perspektywa dalsza- ewentualne uruchomienie eksploatacji na
pobliskim złożu Rudniki.
Nie wyklucza to możliwości eksploatacji w przyszłości zasobów innych
złóż, nawet tych resztkowych, na których eksploatację przerwano pod
warunkiem gwarancji w planach przestrzennego zagospodarowania.
Dzisiejsze zużycie krajowe siarki: ok.300 tys.ton.
Zagrożenia:
" konkurencja cenowa siarki z oczyszczania ropy gazu,
" kryzys gospodarczy i finansowy na świecie skutkujący spadkiem
popytu i spadkiem cen zbytu siarki.