WSTĘP

Terminem górnictwa morskiego określa się wydobywanie bogactw naturalnych z dna morskiego. Dotyczy to zarówno bogactw wydobywanych obecnie (ropa naftowa, gaz ziemny) jak i górnictwa przyszłościowego czyli wydobywanie konkrecji z dna oceanu. Konkrecje to naturalne skupienia tlenków żelaza i manganu oraz minerałów ilastych, zawierające w swoim składzie ponad 50 pierwiastków, z których część występuje w zawartościach znacznie wyższych niż w lądowych skałach. Konkrecje zalegają na dnie oceanów w postaci nalotów i brył wielkości od 2 do 12 cm. Ich wiek ocenia się na 25-30 min lat.

Konkrecje

Naukowcy uważniej zaczęli przyglądać się głębinom morskim pod koniec ubiegłego wieku. Początkowo prace badawcze dotyczyły płytkich, spokojnych wód przybrzeżnych, następnie podjęto prace w najgłębszych partiach oceanów. Liczne badania i poszukiwania geologiczne doprowadziły do odkrycia wielu bardzo bogatych złóż.

Prowadzone prace wywoływały duże zainteresowanie tak ze strony różnych państw jak i międzynarodowych korporacji, które skuszone potencjalnymi zyskami inwestowały olbrzymie kwoty w technologię umożliwiającą eksploatację z dna morskiego. Doprowadziło to w 1982 roku do stworzenia przez ONZ tzw. „Konwencji Praw Morza”. Ostatni punkt tej Konwencji został ratyfikowany przez zainteresowane państwa w 1994 roku. Organem nadzorującym działalność górniczą na dnie morskim w oparciu o wspomnianą Konwencję jest powstała z ramienia ONZ „Organizacja Dna Morskiego (ISA)”. Organizacja ta obecnie zrzesza ok. 133 państwa.

Generalnie istnieją trzy metody wydobycia kopalin z dna morskiego:

• wydobycie kopalin metodą otworową (eksploatacja głównie złóż płynnych)

• wydobycie kopalin stałych metodą tzw. górnictwa morskiego odkrywkowego (eksploatacja złóż luźno ułożonych na dnie lub tuż pod nim)

• wydobycie kopalin stałych metodą tzw. górnictwa morskiego podziemnego (zaadaptowane na potrzeby górnictwa morskiego metody stosowane przy eksploatacji podziemnych złóż lądowych).

TRANSPORT

Podmorskie górnictwo kopalin stałych, podobnie jak na lądzie, prowadzi się dwiema metodami: odkrywkowo i podziemnie. Sposób transportu urobku w metodzie odkrywkowej może odbywać się, w zależności od materiału:

• metodą ssącą,

• metodą mechaniczno-hydrauliczną.

Urobek eksploatowany metodą podmorskiego górnictwa podziemnego transportuje się:

• szybami i otworami wierconymi z lądu,

• szybami i otworami wierconymi z platform i sztucznych wysp,

• szybami i otworami głębionymi przez warstwę wody.

W przypadku prac metodą górnictwa podmorskiego odkrywkowego zasadniczą rolę w bilansie mocy spełniają opisane rodzaje transportu. Mają one zalety i wady, a decyzje odnośnie do doboru metody są zawsze kompromisem dyktowanym z jednej strony możliwością prowadzenia robót górniczych a z drugiej opłacalnością wydobycia.

Metoda ssąca wykorzystywana jest do wydobywania przybrzeżnych i głębokomorskich osadów i skał okruchowych.

Metoda mechaniczno-hydrauliczna stosuje się do wydobywania skał okruchowych i zwięzłych ławic przybrzeżnych, a także spulchnionych wcześniej zwięzłych osadów i złóż. W przypadku tej metody można również zastosować mechaniczny transport kopalin wybieranych za pomocą rozwiercania świdrami zwięzłych pokładów dna. Można też stosować czerpaki do skał okruchowych i zwięzłych osadów lub uprzednio spulchnionych złóż.

Przy hydraulicznym transporcie wydobycie urobku odbywa się przez wytworzenie ruchu cieczy w rurach, która oddziałuje hydrodynamicznie zabiera materiał ze sobą. Ten rodzaj transportu wykazuje duże zalety, umożliwiając konstruowanie statków górniczych o dużej wydajności i zasięgu, przy stosunkowo niedużym zużyciu mocy. Kolejną zaletą jest także to, że przy mokrym wzbogacaniu odpada konieczność instalowania specjalnych pomp w celu wytworzenia zawiesiny flotacyjnej. Układ transportu hydraulicznego jest o wiele prostszy od mechanizmów transportu mechanicznego. Jego budowa sprzyja doskonałym warunkom mało wrażliwego na działanie fal połączenia pomiędzy statkiem a płaszczyzną urabiania.

Wady takiego systemu transportu to duża energochłonność wynoszenia cząstek o większych wymiarach oraz ograniczona możliwość wybierania warstwy o niewielkiej miąższości.

Statek – koparka hydrauliczna.

Mechaniczny transport polega na działaniu mechanizmów o różnych konstrukcjach. Mogą to być pojedyncze zbiorniki – kubły, skipy, zgarniarki, chwytaki lub wieloczerpakowe podnośniki. Przy tym ostatnim rozwiązaniu wystepują trudności z opanowaniem głębokości wody powyżej 30 do 40 m. w przypadku statku – koparki czerpakowej występują również trudności z uzyskaniem podatnego połączenia pomiędzy płaszczyzną urabiania a pokładem, dlatego prowadzenie robót górniczych za pomocą czerpaków ograniczone jest do spokonych wód. Zaletą układów z mechanicznym transportem jest możliwość wybierania pokładu o dużej miąższości. Wadą jest to, że wydajność układu maleje wraz z głębokością wody.

Pogłębiarka wieloczerpakowa.

Transport w górnictwie morskim ropy naftowej i gazu ziemnego obejmuje głównie problem dostarczenia wydobytego surowca na ląd. Do wydobywania ropy naftowej i gazu ziemnego z dna morskiego służą platformy wiertnicze. Jeżeli wiercenie odbywa się blisko lądu ropa naftowa lub gaz ziemny mogą być transportowane bezpośrednio na ląd z platformy rurociągami. W przypadku kiedy platforma znajduje się daleko od brzegu zachodzi konieczność magazynowania wydobytej ropy lub przepompowywanie jej na statki służące do transportu materiałów płynnych czyli zbiornikowce potocznie nazywane tankowcami. Zbiornikowce należą do największych statków handlowych. W przeciwieństwie do innych frachtowców nie posiadają ładowni, a zbiorniki ładunkowe – załadunek/wyładunek odbywa się za pośrednictwem systemu rurociągów i pomp. Mostek zbiornikowca najczęściej znajduje się w części rufowej jednostki.

Zbiornikowce najpowszechniej wykorzystywane i utożsamiane są z transportem ropy naftowej, jednak wykorzystuje je się także do przewozu chemikaliów (chemikaliowce) oraz jako jednostki przystosowane do przewozu skroplonego gazu (gazowce). Rozmiary zbiornikowców są bardzo zróżnicowane od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy ton wyporności. Do największych należą supertankowce transportujące ropę naftową. Jednym z nich był do chwili ze złomowania TT Mont, statek o największej wyporności na świecie – liczył 564 761 DWT i mógł zabrać blisko 650.000 m³ ropy naftowej, pojemność rejestrowa brutto: 260 941. Jego długość wynosiła 458,45 metrów.

Czasami do zbiornikowców (pod względem funkcjonalnym) zalicza się tzw. statki kombinowane lub masowce kombinowane – OBO, COB czy PROBO. Są to statki wielozadaniowe do przewozu rudy, ładunków masowych oraz ładunków płynnych, ale konstrukcyjnie i w znacznej mierze funkcjonalnie są to jednak masowce. Ich ładownie mogą w szybki sposób zostać przystosowane do przewozu każdego z tych ładunków. Statki te wyposażone są zarówno w klapy ładowni, wykorzystywane podczas operacji przeładunkowych rudy i ładunków masowych, jak i rurociągi wykorzystywane podczas operacji z wykorzystaniem ładunków płynnych.

Tankowiec.

Ropa naftowa wydobyta z otworów podmorskich często magazynowana jest w tzw. dennych zbiornikach zanurzonych np. na polu naftowym Dubai w Zatoce Arabskiej. Są to zbiorniki stalowe w kształcie cebuli bez dna, wypełnione wodą i ropą naftową. Istniejąca tam różnica ciśnień wyciska ropę naftową na powierzchnię do tankowców.

ZAPOBIEGANIE DEGRADACJI ŚRODOWISKA.

Ochrona środowiska morskiego objętego działalnością górniczą jest ogólnoświatowym problemem zapobiegania wpływu odpadów i ścieków zawierających węglowodory i środki chemiczne na środowisko. Zanieczyszczenia te mogą zniszczyć lub zahamować rozwój życia biologicznego, rozwój gospodarki rybnej, a także utrudniać korzystanie z wybrzeży morskich jako terenu rekreacyjno – turystycznego.

Plaża po wycieku ropy.

Plama ropy naftowej na morzu.

Mimo stosunkowo dużej naturalnej wymiany wód na Morzu Północnym w tym właśnie rejonie wszechoceanu zaobserwować można rozwój energicznych działań w celu zminimalizowania wpływu intensywnie rozwijającego się przemysłu na stan wód i atmosfery tego morza.

Z technologią morskiego górnictwa wiąże się wiele czynników o negatywnym wpływie na środowisko. Do czynników tych zalicza się urobek skalny, ścieki zawierające obrobioną chemicznie płuczkę wiertniczą, ścieki z osadem iłowym z rur wiertniczych i oczyszczanych koryt płuczkowych, odpady z pojemników na iły, cementy i chemikalia, pozostałości po operacjach uszczelniania i cementowania, wycieki ropy naftowej i płuczki wiertniczej, pozostałości po demontażu urządzeń itp. Najgroźniejsze są niekontrolowane wypływy ropy naftowej, gazu ziemnego i wybuchy.

Tak rozległy wachlarz czynników naruszających równowagę ekologiczną wymaga opanowania różnych technik jak np. zbierania i oczyszczania wszystkich ścieków z platformy, magazynowania, wywozu i regeneracji obrobionej płuczki wiertniczej, zbierania zwiercin, zbierania i neutralizacji rozlewających się węglowodorów i in.

Zapobieganie zanieczyszczeniu morza czynnikami związanymi z technologią wydobycia wymaga budowy nabrzeżnych lub pływających urządzeń ze wszystkich platform na określonym polu wiertniczym.

Każda platforma wiertnicza powinna zawierać w całości swoich urządzeń indywidualna instalację oczyszczającą; jeśli platformy rozmieszczone są na bliskich brzegowi estakadach lub molach, to odpowiednie oczyszczalnie ścieków mogą znajdować się na lądzie. Istotnym problemem wpływającym na ilość zanieczyszczeń przedostających się wprost z platformy do morza jest obieg płuczkowy, który powinien zawierać w swoim układzie człony magazynowania i regeneratory. To samo dotyczy instalacji do cementowania.

Niszcząco na ekosystemy podwodne wpływa również eksploatacja złóż na dnie morskim metodą ssawną w górnictwie odkrywkowym podmorskim. Podczas tego sposobu wydobycia zabijane są zwierzęta morskie oraz niszczone rośliny. Zmienia się także ukształtowanie dna morskiego oraz znika warstwa luźnych piasków i żwirów – miejsca rozmnażania i siedliska zwierząt.

Skutek wycieku ropy naftowej do morza.

LITERATURA

Stanisław Karlic „Zarys górnictwa morskiego”, wydawnictwo „Śląsk”