BÁNYÁSZAT ÉS GEOTECHNIKA

ISSN 1417-5398

BÁNYÁSZAT ÉS G E O T E C H N I K A A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet

Dr. h. c , Df. h.c. Df. Z a m b ó János 90. születésnapjára Emlékkötet

MISKOLC, E G Y E T E M I KIADÓ 2006

A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet, (2006)

BÁNYÁSZAT ES G E O T E C H N I K A A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet

D r . h . c , Dr. h . c . Dr. Zambó János 90. születésnapjára

Emlékkötet

MISKOLC, E G Y E T E M I KIADÓ 2006

A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet, (2006)

Főszerkesztő.

DR. KOVÁCS FERENC az MTA rendes tagja, a Műszaki Földtudományi Kar Szerkesztőbizottságának elnöke, a Bányászat és Geotechnika füzet Szerkesztőbizottságának elnöke

A kiadvány

támogatója:

M A G Y A R T U D O M Á N Y O S AKADÉMIA X. F Ö L D T U D O M Á N Y O K

OSZTÁLYA

A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet, (2006) p. 3-24

ELŐSZÓ Zambó János a József Nádor Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem BányaKohó- és Erdőmérnöki Karának eminens hallgatója, majd oklevelének megszerzése után oktatója, érc- és szénbányászati üzemek legmagasabb szintű vezetője, 1954től egyetemi tanár, a Bányaműveléstani Tanszék és az MTA kutatóhely 30 éven át volt vezetője, majd 2000. december 3-án bekövetkezett haláláig professzor emeritusa, a soproni karok dékánja, a Nehézipari Műszaki Egyetem rektorhelyettese, 1961-1972 években rektora 1916. május 2-án született Hegykőn. 2006. május 2-án születésének 90. évfordulóját ünnepeljük. Tisztelgünk a kiváló elme, a világhírű szakember és tudós, a példás ember nem halványuló emléke előtt. A 90. évforduló alkalmával tudományos konferenciával, szobrának avatásával emlékezünk volt professzorunkra. Magam, mint tanítványa, majdnem negyven éven át közvetlen munkatársa, a tanszéki, kari, egyetemi tisztségekben utóda, a Magyar Tudományos Akadémián (támogatásával) társa, abban a megtiszteltetésben részesültem, hogy életútját, eredményeit összefoglalva és méltatva, ravatalánál egyedüliként búcsúzhattam Tőle. [A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 58. kötet, 2006] A 90 éves évforduló alkalmával mint a Műszaki Földtudományi Kar Közleményei főszerkesztője e kötet kiadásával tisztelgek életműve, embersége előtt. Ezen emlékkötetben Dr. Besenyei Lajos egyetemi tanár a Miskolci Egyetem rektora, Dr. Böhm József a Műszaki Földtudományi kar dékánja és Dr. Páczeit István akadémikus, egyetemi tanár, a Magyar Tudományos Akadémia Miskolci Területi Bizottság elnöke, adott tisztségükben mindhárman Zambó János professzor úr utódai, emlékeznek Róla, munkásságáról, személyes kapcsolataikról. Az évforduló alkalmával tiszteleg Zambó János emléke előtt egykori tanítványa, szellemi-szakmai-tudós társa, Dr. Kapolyi László oki. bányamérnök, a MTA rendes tagja, aki Zambó János szobrát ajándékozza az emlékező Alma Maternak. A kötet szerzői, Zambó János korábbi és „mai" tanítványai, volt munkatársai, a konferencia szervezői szerény munkájukkal tisztelegnek a Mester emléke előtt. Miskolc, 2006. május 2. Dr. Kovács Ferenc egyetemi tanár az MTA rendes tagja 3

Besenyei Lajos: Zambó János rektorra emlékezve

ZAMBÓ JÁNOS REKTORRA EMLÉKEZVE Zambó János tevékenysége, munkája, elért szakmai-tudományos és egyetemi vezetői eredményei őszinte tiszteletet és elismerést váltanak ki mindenki előtt, aki ismeri a Miskolci Egyetem múltját. Hálás vagyok a sorsnak, hogy megadatott számomra az az ajándék, hogy ismerhettem Őt, beszélgethettem vele, élvezhettem széleskörű tudásának és lenyűgöző egyéniségének csodálatos felvillanásait, szikráit. Amikor a Sors kegyességéből a Miskolci Egyetemre kerültem - a 80-as évek végén, 90-es évek elején - Zambó professzor már visszavonult az aktív egyetemi élettől s közvetlen kapcsolatunk rektorrá választásom idején, a 90-es évek végén alakult ki. Egyetemtörténeti írásokból, a kollégák elbeszéléseiből már ismertem és tiszteltem Őt, tudtam, hogy 11 éves rektori tevékenysége maradandó pozitív nyomokat hagyott a Miskolci Nehézipari Egyetemen, alapvetően meghatározta annak szellemi-tudományos és infrastrukturális fejlődését. Irányítása alatt jött létre a Dunaújvárosi Kohó-és Fémipari Főiskolai Kar - s milyen érdekes játéka a sorsnak, hogy rektorságom idején, 30 év elteltével lett önálló ez a kar, ért el olyan magas szakmai színvonalat, hogy most már saját lábán is meg tudott állni. A Zambó professzor rektorsága idején „világra jött újszülött" 30 év múlva életerős felnőtté vált, a Miskolci Egyetem nagy családja fájó szívvel bár, de szülői örömmel és büszkeséggel bocsátotta útjára. Ma a magyar felsőoktatás egyik stabil, rendkívül dinamikusan fejlődő egysége, létével és eredményeivel dicséri a nagy alapító emlékét. Ugyanezen időszak eredményét jelenti a Kazincbarcikai Automatizálási Főiskolai Kar létrehozatala, amely a 80-es évek végén beolvadt a Miskolci Egyetem szervezetébe, megteremtette a mai korszerű villamosmérnöki és informatikai oktatás alapját. Nagy bölcsességre és előrelátásra vall az a tény, hogy a 60-as évek elején egy 40 évvel később húzóágazattá váló diszciplína alapjait teremtette meg Zambó János professzor úr. Az 1963-ban végrehajtott tantervi reform megteremtette az oktatás stabil, integrált és korszerű természettudományos alapjait melyek révén a miskolci mérnökképzés országhatárokon túl is elismertté vált, melynek eredményei a mai napig pozitívan éreztetik hatásukat. 5

Besenyei L.

Zambó professzor úr tudta, hogy az eredményes oktatáshoz, a fiatal Miskolci Egyetem elismertségéhez korszerű infrastruktúrára van szükség. Ezen felismerésből fakadóan erőteljesen folytatódott az egyetem építése, felépült a mai egyetem központjának tekinthető A/4-es főépület, a 13 emeletes E/7-es kollégium, a Selmeci Müemlékkönyvtárat is befogadó Központi Könyvtár épülete, felépült az egyetemi Menza, a korszerű Műhelycsarnok. Természetesen folytatódtak a korábban elkezdett munkák is. A felsorolásból érzékelhető, hogy a mai egyetem alapkövei kerültek lerakásra Zambó János rektorsága idején.

fontos

1989-ben, az egyetem 50 éves fennállásának jubileumi ünnepi tanácsülésén úgy vélem joggal értékeltem Zambó professzor úr munkásságát az alábbi hasonlattal: „A Dudujka völgy lápos-mocsaras talajában elültetett tudásfa az alapítást követő évtizedben gyökeret eresztett, s Zambó János professzor úr rektorsága idején indult erőteljes növekedésnek és lombosodásnak. Kétséget kizáró ténnyé vált, hogy a Miskolci Egyetem tudásfája végérvényesen megerősödött, lombja alatt helyet talál magának a város, a megye, a régió. Az 1735-ben Selmecbányán alapított későbbi Akadémia, azon belül is a kohász és bányász szakma és hivatás hosszú vándorlás után végleges helyére érkezett, hazatalált." Zambó János professzor úr az egyetem azon halhatatlan személyiségei, meghatározó vezetői közé tartozik, akik örök időre nyomot hagytak az egyetem campusán, akik a kezdeti legnehezebb időkben is végtelen kitartással és hittel munkálkodtak, hittek a tudomány erejében, hittek magukban és professzortársaikban. A 60-as évek az alapítást közvetlenül követő időszakot jelentik, tudjuk, hogy még ebben az időszakban is sokan kétségbe vonták a Nehézipari Egyetem miskolci alapításának indokoltságát, más városok nevei forogtak a szakmai köztudatban. Úgy kellett tehát az egyetemet vezetni, az oktatás és kutatás minőségét javítani, hogy közben a létért is harcolni kellett. Nagy taktikai tapasztalatra, bölcsességre, tisztánlátásra és bátorságra volt szükség ahhoz, hogy az egyetem első számú felelős vezetőjeként olyan döntéseket hozzon, melyek évtizedek múlva is megállják a helyüket, melyek jó irányba viszik az egyetem ügyét. Tudjuk, tapasztaljuk, hogy Zambó János munkássága, rektori tevékenysége révén az egyetem jó irányba fejlődött, olyan bázis jött létre, melyre ma is építeni lehet, s amelyért őszinte köszönet és elismerés jár. Zambó János professzor úrra emlékezve magam előtt látom közvetlen, kedves személyiségét, amely mentes volt a formai allűröktől, mentes volt a mesterséges kedveskedéstől - egyszerűség, tisztaság, emberség jellemezte őt. Az egyetem fennállásának 50-ik évfordulóján rendezett ünnepi tanácsülésen jelen volt, ez volt 6

Besenyei Lajos: Zambó János rektorra emlékezve

életének utolsó nagy egyetemi közszereplése, amelynek keretében átvehette az ez alkalomból adható legmagasabb egyetemi kitüntetést. Szót kért, szót kapott. A régi idők igézetében, évtizedeket visszafiatalodva állt a szónoki pulpituson, csodálatos zengő baritonján megszólalva megértettem, hogy miért volt szinte városi esemény az egyetem évnyitó és évzáró ünnepsége, miért jöttek hozzánk idegen emberek is - szinte úgy, mint egy nagy színházi, kulturális eseményre. Szónoki tehetsége szemernyit sem kopott az évtizedek folyamán, legendás memóriája töretlenül éles volt. Szinte a légy zümmögését is hallani lehetett a közel másfél ezer embert befogadó Díszaulába, mikor Zambó professzor - a régi időket visszaidézvén - elkezdte szavalni a Toldi bevezető versszakait. Dübörgő taps, tisztelet, ováció és szeretet fogadta ezen utolsó „rektori" közszereplését, én magam is megdöbbenten és meghatottan, a nagy előd nagysága előtti őszinte tisztelettel köszöntem meg ezt az örök időkre nyomot hagyó csodálatos megjelenést. Zambó János tudósként, professzorként és egyetemi vezetőként, rektorként is az egyetemi dicsőségcsarnok legkiemelkedőbb helyére tehető nagy férfiú volt, emléke, eredményei a mai korban is erőt, muníciót adnak nekünk, eredményeinkben építkezhetünk az általa, vezetése alatt létrehozott szellemi tudományos és fizikai alapokra. Miskolc-Egyetemváros, 2006. március 31. Prof. Dr. Besenyei Lajos a Miskolci Egyetem rektora

7

Böhm József: Visszaemlékezés Dr. Zambő Jánosra, professzoromra, a Bányamérnöki Kar egykori dékánjára

VISSZAEMLÉKEZÉS DR. ZAMBÓ JÁNOSRA, PROFESSZOROMRA, A BÁNYAMÉRNÖKI KAR EGYKORI DÉKÁNJÁRA Meghatódottan és tanítványi tisztelettel kezdek a megemlékezésem összeállításához. Meghatódottan, hiszen mint a Műszaki Földtudományi Kar (korábban Bányamérnöki Kar) jelenlegi dékánja, utódként fogalmazhatom meg gondolataimat Zambó professzorra emlékezve, de mindezt tanítványi tisztelettel teszem, hiszen a Bányamérnöki Kar egykori hallgatójaként, 1966-ban a tanévnyitón elhangzott gondolatai, szavai indították el egyetemi tanulmányaimat, melynek során, három féléven át, hallgathattam Dr. Zambó János professzor úr Jövesztéstechnika, Bányaépítéstan, Fejtési rendszerek, Bányászati telepítés analitika című előadásait, majd végzett mérnökként 1971. június végén tőle vehettem át bányamérnöki oklevelemet is. Egyetemi hallgatóvá fogadás ünnepi eseményét követően, tankörtársakkal, kikkel alig néhány napja találkoztunk először, talán túlzott önbizalommal, de ugyanakkor várakozásokkal tele, meghatódottan vártuk az egyetemi tanévnyitó ünnepséget. Felsőbb éves firmáinktól már megkaptuk a figyelmeztetést „Figyeljétek a rektort!". A magas szikár ember vezette elnökség ünnepélyes bevonulását, a himnusz elhangzását követően megszólalt Dr. Zambó János a rektor. Érces, határozott hangja, világos, tiszta mondatai mindenki figyelmét megragadták. Szinte áhítattal hallgattuk minden szavát, figyeltük minden cselekedetét. Ünnepi beszédének hozzánk, elsőéves hallgatókhoz intézett gondolatai ma is aktuálisak minden mérnökhallgató számára. A természettudományi alapok elsajátítása, a szakma elmélet és gyakorlati ismereteinek fontossága, a rendszeres munkavégzés rendjének és igényének kialakulása az, ami a tanulmányaink sikeres folytatásának az alapja. Felhívta figyelmünket arra, hogy az egyetemen megszűnik a szülői felügyelet, a rendszeres számonkérés, de ez a szabadság ne tévesszen meg senkit. Ha érezni akarjuk a sikert, a mérnöki hivatás szépségét ezért meg kell keményen dolgozni, szólt számunkra a rektor intelme. Nem könnyű meghatódottság nélkül visszaemlékezni a negyven évvel ezelőtti szavakra, eseményekre, visszaidézni ifjúságom egyik meghatározó élményét, egyetemi tanulmányaim megkezdését. 9

Böhm J.

Egyetemi tanulmányaim során, az alaptárgyak kissé „favágás" jellegű személytelen oktatását, a természettudományi tárgyak sikeres abszolválását követően, elérkezve kari tanszékekhez, az egyetemista lét, egy közösség új légkörét megismerve kezdtük meg a földtudományi ismeretek elsajátítását, a szakmai tantárgyak megismerését. Számos nagytekintélyű bányász professzort hallgatva, a vizsgákat és szigorlatokat sikeresen teljesítve jutottunk el a negyedik évfolyam második félévéhez, mikor is bekerült a leckekönyvembe „Jövesztéstechnika, bányabiztonság, tárgyjegyző: Dr. Zambó János". Tanulmányozva a heti órarendet, társaimmal azt gondoltuk, hogy Zambó professzornak, mint a Nehézipari Műszaki Egyetem hivatalban lévő rektorának kisebb gondja is nagyobb lesz annál, mint hogy nekünk negyedéves bányamüvelő hallgatóknak minden kedden reggel 8-10 óra között előadást tartson. Szerencsénkre nagyot tévedtünk. Dr. Zambó János mindannyiunk által tisztelt és szeretett professzorunk, szinte valamennyi előadását a következő három félévben maradéktalanul és személyesen tartotta meg. Kiváló elméleti, szakmai felkészültsége mellett, zseniális előadó volt. Élményszámba menő előadásain soha nem tartott katalógust, de visszaemlékezve talán soha nem is hiányzott senki sem. Mesterien felépített előadásain nem lehetett nem odafigyelni. Már előadásainak megkezdése is hatásos, a figyelem megszerzésére irányuló volt. Mindig észrevette, ha a hallgatóság figyelme alábbhagy, ha valaki gondolkodása másfelé jár. Ilyenkor megállt, felhozott valami érdekes történetet, rákérdezett valamelyikünkre, és amikor érezte, hogy ismét megnyerte figyelmünket folytatta tovább gondolatait. Soha nem emelte fel hangját a figyelem visszaszerzése érdekében, csak a bányászat, a magyar gazdaság helyzetének elemzése során, amely kérdésekben, az idő távlatából visszagondolva, az események történéseiből ma már bizton megállapíthatjuk, mondandójában mindig igaza volt. Hallgatóként partnerként, kollégaként kezelt bennünket, soha nem éreztetve velünk tudatlanságunkat, soha nem hivalkodott tudásával, tudományos rangjaival és pozícióival, vezetői megbízásaival, kitüntetéseivel. Hálás vagyok a sorsnak, hogy Tőle tanulhattam. A diplomavédés és az államvizsga sikeres teljesítését követően, felszabadultan, ünnepeltük egyetemi tanulmányaink befejezését és tele önbizalommal, már csak a diplomakiosztás eseményére vártunk. Az ünnepélyes diplomaosztáson miután büszkén átvettük diplománkat az egyetem rektorától és a Bányamérnöki Kar akkori dékánjától, Dr. Richter Richárdtól, rövidesen elszállt határozottságunk, önbizalmunk. Dr. Zambó János professzor úr rektori beszédét hallgatva elérzékenyültünk, és elbocsátó szavait maradandó élményként őrizzük valamennyien ma is. Szülők, hozzátartozók, akik részesei lehettek a diplomaosztás ünnepélyes eseményének, még évek múlva is meghatódottan emlegették és kérdezték „Emlékszel a rektor beszédére?". Zambó rektor úr szinte családtag lett, szüleim hazatérvén mindig megkérdezték tőlem „Megvan-e még, és hogy van a 10

Böhm József: Visszaemlékezés Dr. Zambó Jánosra, professzoromra, a Bányamérnöki Kar egykori dékánjára

Rektor" Büszke vagyok arra, hogy tőle tanulhattam, vizsgáztam nála és Tőle vettem át diplomámat is. Egyetemi oktatói-kutatói pályafutásom is személyéhez köthető, Ő vett fel a Nehézipari Műszaki Egyetem Asványelőkészítési Tanszékére, első kinevezési okmányomon is az 0 aláírása szerepel. Bár szakmailag más területen tevékenykedem, egyetemi pályafutásom, különböző vezetői megbízásaim során számos alkalommal dolgozhattam a professzor úrral. Ma is kedves emlékként őrzöm azokat az éveket, amikor dékáni titkárként részese voltam a tanszékvezetői értekezleteknek, ahol Zambó professzor úr aktív tanszékvezetőként a komoly dolgok megbeszélése mellett, füstkarikákat eregetett, anekdotázott és vicceket mesélt. Ekkor ismerhettem meg közelebbről a professzort, az embert. Tisztemből adódóan dékánként is szeretnék megemlékezni Dr. Zambó Jánosról, a Bányamérnöki Kar egykori dékánjáról is. Dr. Zambó János, viszonylag fiatalon, de jelentős tudományos eredményekkel, szakmai, vezetői tapasztalattal lett a kar dékánja. Miután 1942-ben megszerezte kitüntetéses bányamérnöki oklevelét, gyakornok, majd rövid ideig tanársegéd volt Sopronban, az egyetemen. Az ércbányászatban eltöltött rövid idő után katonai szolgálatot teljesített a II. Világháborúban. Amerikai hadifogságból hazatérve kerül vissza ismét az egyetemre, ahol 1946.-ban doktori fokozatot szerzett. 1947-től a szénbányászatban tölt be különböző magas vezető beosztásokat. 1953.-ban került ismét az egyetemre, amikor négy pályázó közül elnyerte a Bányaműveléstan II. tanszékre kiírt egyetemi tanári állást és egyúttal a tanszékvezetői megbízást is kapott. 1953-54 között a Bányászati Kutatóintézet igazgatója volt. 1955-ben megszerzi a műszaki tudományok doktora fokozatot és ezt követően már főállású egyetemi tanár lett a Nehézipari Műszaki Egyetem Bányamérnöki Karán Sopronban. A Nehézipari Műszaki Egyetem 1949.-ben történő megalakulását követően egészen 1959.-ig a Bányamérnöki Kar Miskolcra történő átköltözéséig a kar életét, munkáját minden tekintetben a megosztottság és a bizonytalanság jellemezte. Az 1949.-évi törvényt követő elképzelések az önálló bányászati egyetem létesítéséről, a költözés és nem költözés, a folyamatosan változó helyzet, központi és parciális érdekek mind-mind nehezítették a munkát, rontották a nyugodt munka légkörét. Ebben, a felfokozott hangulatú, érzelmektől fűtött légkörben 1955. június hó 22.-i ülésén választotta dékánná Zambó János professzort a Bányamérnöki Kar és a Földmérő-mérnöki Kar egyesített kari tanácsülése azt követően, hogy a kar addigi dékánja Dr. Gyulay Zoltán, aki 1951. szeptember 1.-től látta el a dékáni tisztséget, lemondott és kérte felmentését. A megválasztás körülményeit érdemes felidézni. A Kari Tanács jegyzőkönyvét tanulmányozva a 11

Böhm J.

kialakult helyzetet jól jellemzik Gyulay professzor szavai, aki lemondásának okait így fogalmazta meg: „négy év hosszú idő, a dékánság örömök mellett terheket is jelent és kérem, hogy az OM új dékán választásához járuljon hozzá. A négy évre most visszatekintve kétség kívül megállapítható, hogy a Bányamérnöki Karon ezalatt kiépült a kari szervezet. Kiépült az adminisztratív szervezet, létesült három új tanszék is, a négy év alatt készült el az új épület is. Orbán elvtárs (OM képviselője) közölte velem, hogy pozitívumok állanak az oldalamon, de negatívum is van. Súlyos hibát követtem el azzal, hogy magamévá téve a soproni tanári kar óhaját az OM tervével szemben, a Sopronhoz való ragaszkodásnak, a Bányászati Egyesület közgyűlésén kifejezést adtam, mivel Sopron-Miskolc kérdés kibontakozását rendkívül nehézzé tettem." Az elmondottakból világosan látszik, hogy jelentős ellentétek feszültek a soproni és a miskolci karok között. A kari tanácson Gyulay Zoltán dékán előterjesztésében az új dékán személyéről is szó esett. „Már az első beszélgetés (OM képviselőjével) alkalmával közöltem, hogy dr. Zambó Jánosra gondolok, aki fiatal, szakmáját szereti, szívvel-lélekkel bányász, így a kar sorsának irányítása jó kezekbe kerül. Sébor professzor nevében közlöm, hogy az OM a Földmérőmérnöki Kar is dékán választásra gondol és ugyancsak Zambóra esett a választás. Javasolom tehát, hogy tegyen a kar előterjesztést az OM felé, hogy a Bányamérnöki Kar dékáni tisztét dr. Zambóra ruházza és ugyanakkor megbízza a Földmérőmérnöki Kar dékáni teendőinek ellátásával is." A két dékán lemondása körülményeinek megvitatása, munkásságuk méltatása után Dr. Gyulay Zoltán akkori dékán kérte az új dékán személyére vonatkozó véleményeket. A véleményt a kar akkori talán legnagyobb tekintélyű professzora, Dr. Tárczy Hornoch Antal fogalmazta meg: „Természetesen nem az egész kar, csak a magam nevében szólhatok. Amikor szóbakerült az a lehetőség, hogy évek után a lelépő dékánok úgy látják, hogy az újabb elgondolásnak és helyes irányzatnak megfelelően fiatalabb munkaerőnek kell a vezetést átvenni, s szóba került dr. Zambó János neve, bár nem jártunk érdeklődni a többiek véleménye iránt, de úgy tapasztaltuk, hogy a megnyilvánulások mind Zambó mellett szólnak. Egyetlen kijelentést sem hallottam, amely azt mondta volna, hogy ez a megoldás rossz lenne. Ilyen értelemben beszélhetek tehát, nem csak a magam nevében, hanem azok nevében is, akik megnyilatkoztak ebben a kérdésben. Amikor most Zambó dékáni választása előtérbe kerül, kérem az egyesített kari ülést és a minisztérium itt jelenlévő képviselőjét, hogy dr. Zambó Jánosnak a földmérőmérnöki kar vezetésével való megbízása semminéven nevezendő formában ne szolgáljon precedensül a jövőre nézve. Zambó a geodézia és a rokontudományok terén komoly és széles látókörrel rendelkezik, nemzetközileg is ismert munkája van, tehát ő kivételesen az a személy, akitől várhatjuk, hogy a földmérőmérnöki kar ügyeit is hozzáértéssel kezeli." 12

Böhm József: Visszaemlékezés Dr. Zambó Jánosra, professzoromra, a Bányamérnöki Kar egykori dékánjára

A földmérőmérnöki kar további sorsát firtató kérdéseket, hozzászólásokat követően Gyulay Zoltán szavazásra tette fel a kérdést és megállapította:" A kar egyhangúlag Dr. Zambó Jánost terjeszti fel a bányamérnöki kar dékáni tisztére és a földmérőmérnöki kar megbízott vezetői tisztére." Dr. Zambó János professzor úr 1955. szeptember 1.-én vette át a dékáni feladatok ellátását, amelyet 1959. szeptemberéig, a Nehézipari Műszaki Egyetem tudományos rektorhelyettesévé történő megválasztásáig látott el. Az 1955 szeptembere és a Bányamérnöki Kar 1959.-ben Miskolcra történő átköltözése között nagyon nehéz időszak volt. Ennek az időszaknak a levezénylését, a Bányamérnöki Kar egységének, szakmai-tudományos eredményeinek, oktatóinak és hallgatóinak megőrzését csak egy nagytekintélyű, tisztafejű, realista, szakmája és az Alma Mater iránt elkötelezett Zambó János tudta biztosítani. Az 1956-os események során a hallgatóság törekvéseit és cselekedeteit, majd az önálló Soproni Egyetem létrehozására irányuló kezdeményezéseket, a Sopron-Miskolc ellentétek tovább éleződését, az 56-os eseményeket követő hallgatói és oktatói eltávozásokat és visszajöveteleket kezelni, a helyes cselekvési irányt megtalálni és arról Kart, a kollégákat, a hallgatókat meggyőzni, a zavartalan munka feltételeinek megteremtéséhez mindenkit megnyerni, ezt csak egy, mindenki által elfogadott tekintély, egy igazi vezető tudta megtenni. Ez mutatja Zambó Professzor úr, a Bányamérnöki Kar akkori dékánjának nagyságát. 1959 év májusában született törvény véglegesen rendezte az egy évtizedig megosztott Bányamérnöki Kar sorsát, azzal, hogy kimondta, hogy a Bányamérnöki Kar soproni részlegét szeptember 15.-ig meg kell szüntetni, a kar átköltöztetését végre kell hajtani. Az átköltözést a törvény megszületését követően, Dr. Zambó János dékán vezetésével és irányításával készítették elő és hajtották végre. Az, hogy a Bányamérnöki Kar soproni részlegének és a Földmérőmérnöki Kar oktatóinak jelentős része 1959.-szeptemberétől Miskolcon folytatta az oktatást és kutatást Zambó János bölcsességének, vezetői képességének volt az eredménye. Ma már visszatekintve az eseményekre, megállapíthatjuk, mint számos szakmai, gazdasági kérdésben, ebben is Zambó professzornak volt igaza. Visszatekintve az azóta eltelt évtizedekre egyértelmű tény, hogy a bányászati, földtudományi oktatás és kutatás Miskolcra kerülve új lendületet kapott. Új, jól felszerelt laboratóriumok, oktatási és kutatási helyiségek, a térségben korábban meglévő nehézipari háttér, a kar, művelt tudományterületek kiemelkedő fejlődési lehetőségét teremtette meg. Ez mutatja egy vezető nagyságát, amit igazából döntéseinek történelmi léptékű értékelése igazol.

13

Böhm J.

Kar vezetőjeként ma is sokszor tekintek a dékáni szobában lévő képsorra, ahol egykori dékánjaink sorában Zambó professzor úr szigorú tekintete is felfedezhető. Néha felteszem magamban a kérdést, egy-egy döntést megelőzően, vajon a professzor Úr hogy döntene, mit mondana. De a kérdés megválaszolásának lehetőségét az idő, már túlhaladta. Bízva abban, hogy a Műszaki Földtudományi Kar mai vezetésének döntései is elnyernék professzor úr helyeslését, tisztelettel emlékezem egykori oktatómra, a kar egykori dékánjára, korosztályom bányamérnökeinek Professzorára. Miskolc, 2006. május 3. Dr. Böhm József a Műszaki Földtudományi Kar dékánja

14

Páczeit István: Emlékeim Zambó János akadémikusról

EMLÉKEIM Z A M B Ó JÁNOS AKADÉMIKUSRÓL Közel 50 évvel kell visszalépnem az időben ahhoz, hogy felidézhessem Zambó professzor alakját. Gépészmérnök hallgató voltam, ezért az oktatás folyamán, órákon személyesen nem találkoztam Vele, engem természetesen nem oktatott. De voltak bányászhallgató társaim, akiket ismertem, akikkel együtt hallgattam az l-es előadóban a matematikát és az ábrázológeometriát, a II. előadóban a fizikát és a mechanikát, és akik révén hallhattam a bányászképzéssel kapcsolatos távlati tervekről, s már csak miattuk is figyelemmel kísértem az eseményeket. A fiatal miskolci egyetem életében jelentős év volt 1959, amikor a Bányamérnöki Kar végleg, valamennyi tanszékével átköltözött Sopronból Miskolcra. Másodéves voltam ekkor, jól emlékszem a költözködés, az átrendeződés, a berendezkedés hangulatára, izgalmaira - amely persze engem, a gépészhallgatót, csak közvetve érintett, de nagyon érdekelt. Úgy emlékszem örültem, örültünk ennek a változásnak, már csak azért is, mert úgy láttuk, hogy nőtt az egyetem súlya, tekintélye, s a Miskolci Nehézipari Műszaki Egyetem a három műszaki karával immár büszkén vallhatta magát a nagy múltú Selmeci Akadémia jogfolytonos örökösének. Az egyetemi közéletben, az egyetem vezetésében a gépészek mellett fontos szerepeket vállaltak a bányász és kohász professzorok is. 1961-ben Zambó János személyében bányász professzort választott az egyetem élére rektornak az egyetem tanácsa. Bányász diáktársaimtól hallottam, hogy szakmájukban nagy tekintélyű, erős egyéniségű tanár Ő, akit tanítványai tisztelnek és szeretnek. 1962-ben végeztem és ekkor a diplomaosztó ünnepségen, a diplomám átvételekor találkoztam először személyesen - és fogtam kezet a protokoll szerint - a diplomát átadó rektorral, Zambó Jánossal. A diplomaosztó ünnepséget akkor az l-es előadó előtti térben rendezték meg, az volt az „aulánk". A díszemelvényt a bejárattól balra, a teret lezáró üvegablak előtt helyezték el, az alkalomra beállított széksorokat érkezési sorrendben foglalták el a vendégek. A meghívható érdeklődők számát akkor még nem kellett korlátozni, szülőket, rokonokat, barátokat egyaránt meghívhattunk. Szüleim, testvérem, nagynénik és nagybátyáim ültek a vendégek között. Zambó János rektor úr beszéde mindenkit lenyűgözött. Papír nélkül, gyönyörű magyarsággal, beszélt. Szépen zengő mély 15

Páczeit I.

hangja még hatásosabbá tette mondanivalóját. A mérnöki pálya szépségéről, fontosságáról beszélt, egyetemünk tanítási, nevelési elveiről, a folyamatos tanulás önképzés szükségességéről, az új iránti fogékonyság jelentőségéről, a nehézségek leküzdéséről, az együttműködés szükségességéről, a szerénységről, az ország iránti hűségről, a szülők, az idősebbek tiszteletéről sőt, a családalapítás fontosságáról is. Ezek a gondolatok mélyen érintettek, máig emlékezetesek maradtak számomra, de nem csak számomra. Családom tagjainak is nagyon tetszett a beszéd, sokáig és sokszor emlegettük. Különösen Édesanyám hivatkozott rá sokszor, mint az értelemre és a szívre egyszerre ható szép beszéd példájára, egyfajta etalonra. Magam a végzés után a Mechanika Tanszékre kerültem, majd néhány év múlva ösztöndíjas aspiráns lettem. A leningrádi sikeres védés után, tovább folytattam a mechanika oktatását, kutatását. Akkoriban történt, hogy Zambó rektor úr javaslatára a dékánoknak az oktatói, kutatói munka alapján rangsorolniuk kellett az oktatókat, azzal a következménnyel, hogy ezek a rangsorok az illetményekben is tükröződjenek. A teljesítmény arányos bérezés viszonylag új gondolat volt még ekkor. A Zambó rektor úr által megfogalmazott teljesítmény el vűség jelentős különbségeket tett nyílván valóvá. Magam örömmel vettem tudomásul munkám elismerését. Egy időben „A mi egyetemünk" c. egyetemi újságnál is dolgoztam néhány éven keresztül. Az újság hagyományai közé tartozott az évnyitó-évzáró rektori beszédek közreadása. Zambó János rektor úrnak az egyik évnyitón elmondott - az újságban megjelentetett - beszédből szeretnék most néhány gondolatot közreadni. Ezek a gondolatok, úgy vélem, a mai körülmények között is érvényesek, figyelmet érdemelnek. Azok számára, akik ismerték, olvasás közben bizonyára felidéződik a szónok szépen zengő hangja, meggyőző tekintete, magas alakja. Kedves

Elsőévesek!

Meg vagyok győződve arról, hogy ezekben az ünnepélyes percekben Önökben a legnagyobb akarás és elszántság uralkodik, és kívánom, hogy ez akarás, ez az elszánás töretlen is maradjon. Szükség is lesz erre, hiszen a mérnöki tanulmányok elvégzése nem könnyű feladat, de nem is embertelenül nehéz. Elérkezett az Önök életében is az az idő, amikor hozzá kell szokni a felnőttekre kötelező rendszeres, mindennapi munkához. Aki ezt nem tudja, vagy nem akarja tudomásul venni, annak - még ha tehetséges is - nehézségei, sőt kellemetlenségei is lehetnek. Alapvető feladatunk, hogy a jövő mérnökei rendelkezzenek olyan általános természettudományi és műszaki ismeretekkel, amelyek szinte a vérükben vannak, és amelyekkel majd mérnöki pályájukon, abszolút biztonsággal fognak operálni. Műszaki elképzeléseket papírra vetni, az alapvető technikai és gazdasági 16

Páczeit István: Emlékeim Zambó János akadémikusról

számításokat hiba nélkül elvégezni, a legfontosabb szakmai technológiákat uralni alapvető követelmény. Mindez szükséges, de nem elégséges. Az egyetemnek feladata az is, hogy Önökben kifejlessze a gondolkodási készséget: mit és hogyan kell tanulni, hogyan kell a problémákat meglátni és megoldani. Ez csak akkor sikerülhet, ha az egyetem felruházza Önöket, mint hallgatókat olyan gondolkodási, eligazodási készséggel, amelynek segítségével egy életen át meg fogják érteni az újat, a jobbat és a haladót, és mindenkor lépést fognak tartani a hallatlanul gyorsuló technikai haladással. Ugyanakkor egy egyetemről nem lehet száműzni a meglátás és a megértés élményét és gyönyörűségét, egy egyetem nem lehet melegágya a szellemi tunyaságnak, a sablonokban való gondolkodásnak és a szajkózásnak. Az egyetem tüzeljen és sarkalljon, logikus gondolatmenetek révén, újabb ismeretek megszerzésére, és soha, de soha ne kényszerítsen adatok, definíciók emberhez méltatlan besulykolására. A technikai forradalom korábban az emberi társadalom élete úgy alakul, hogy a jól képzett mérnökökből soha, de soha nem lesz elég, egyszerűen azért, mert a jó mérnökök mindig a produktív emberek élvonalába tartoznak, és mindinkább oda is fognak tartozni. Önök tehát jó pályát választottak. Nem azért, mert ez a pálya az átlagosnál esetleg kedvezőbb anyagi körülményeket ígér, nem azért, mert diplomás emberek lesznek. Jó pályát választottak, mert az alkotó, a teremtő élet sűrűjében lesz a helyük, ott, ahol mindannyiunkat éltető és eltartó javak születnek, életüknek értelmet ad majd az alkotás, fegyverük lesz a tudás, szenvedélyük a szakadatlan tanulás. Ugyanakkor ma már elvitathatatlan az a tény is, hogy a tudományos eredmények egymagukban nem szolgálják sem egy nép, sem az egész emberiség boldogodását; szakemberek, mérnökök kellenek, akik ezt valóra váltják. Ez a körülmény alapvetően határozza meg az egyetemek fontosságát, feladatát és felelősségét. Ha az egyetem nem ápolja a tudományt, akkor tanítani sem tudja. Ha egy egyetem nem a leghaladottabb, legkorszerűbb ismeretekre tanítja hallgatóit, akkor nem érdemli meg az egyetem nevet. Ha egy mérnök rendelkezik ugyan a legkorszerűbb ismeretekkel, de nem fűti az alkotás vágya, és nincs belső kényszer arra, hogy képességeit, tudását a legmagasabb fokon teljes szívvel vesse latba népe, hazája érdekében, akkor nem érdemli meg a mérnök nevet, csakúgy, mint ahogy nem érdemli meg a tanár, a professzor nevet az, aki őt nem erre nevelte. Alapvető feladatunk lesz, hogy az elkövetkezendő öt évben Önökben maximálisan kifejlődjék a gondolkodó, eligazodó készség, egyszóval a logikus gondolkodásmód. Az lenne helyes, ha egy egyetemen, egyes-egyedül és kizárólag csak az értelem lenne az a zsinórmérték, amelyhez minden cselekedetünknek igazodni kell. Egy egyetem, a mi korunkban csak akkor egyetem, ha falai között a 17

Páczeit I.

gondolkodás magasiskolájának elhívatott képviselői, mániákus megszállottjai meggyőződésükben megingadhatatlanul vallják, hogy nem az az igazi mérnök, aki az adatok kusza halmazában mélyre ássa magát, hogy aztán már semmit se lásson, hanem az, aki megtanul ezen halmazon járni, oda és akkor lenyúlni, ahová és amikor nyúlnia kell, ha a tervezés, az alkotás, az irányítás munkájában építőanyagra van szüksége. Ma a világ minden valamire való egyetemén keresik és kutatják az oktatás tartalmi és módszerbeli útjait, mert egyre inkább világossá kezd válni, hogy a régi hagyományos ismeretterjesztés csődöt kezd mondani, új utakat kell keresni, hiszen az ismeretek oly rohamos léptékben szaporodnak, hogy azokkal lépést tartatni a régi úton-módon alig-alig lehet. Azzal kezdtem, hogy az Önök életében is elérkezett az idő, amikor hozzá kell szokni a mindennapi, rendszeres munkához és most folytatom: az egyetemnek ez a nevelőmunkája legalább annyira, ha nem inkább fontos, mint az ismeretek nyújtása és ez független minden oktatási koncepciótól, minden divatos áramlattól. A szakemberképzés alfája és ómegája a rendszeres, szorgalmas és a lelkes munkára való nevelés volt, lesz és marad. Befejezésül; mindaddig, amíg kies fekvésű egyetemünk falai között fognak élni és dolgozni, tanulni, azt a szót, hogy „majd holnap", azt egyszer és mindenkorra feledjék el! Kedves elsőévesek! Kívánom, hogy szorgalmas munkájukat, elszántságukat siker koronázza. Akadémiai taggá választásom után (1987), a Miskolci Akadémiai Bizottság (MAB) tagja lettem. A Magyar Tudományos Akadémia 1979-ben hozta létre a MAB-ot. Ennek elnöki posztját 1990-ig Zambó János akadémikus töltötte be. Vezetési stílusát a nyugodtság, a szükséges nagyvonalúság, a tekintélyelvűség elutasítása, a kitűzött célokra való összpontosítás, a tömör lényegre törő fogalmazás jellemezte. Igen fontosnak tartotta a fiatal tehetségek felkarolását. Elnöksége alatt létrehozta a szakbizottságok és az azok alá beosztott munkabizottságok rendszerét. A szakbizottságoknak adott iránymutatásai megalapozták az elkövetkező időszak munkáit, az Észak-Magyarországon folyó tudományos munka és a gazdaság kapcsolatának erősödését, a humán-reál tudományterületek együttműködésének kibontakozását. (Jelenleg a 14 szakbizottság és a 65 munkabizottság munkájában az Észak-Magyarországi tudományos és gazdasági élet 1400-1500 szereplője vesz részt.) 1996-ban a MAB az adható legmagasabb kitüntetéssel köszönte meg Zambó professzor 1979-től végzett kiemelkedő, eredményes sokoldalú tevékenységét, azt, hogy elnöki posztjának átadása után is rendszeresen rész vett a MAB munkájában. A különböző üléséken, tanácskozásokon elhangzott felszólalásai mindig a lényeget érinttették, szerteágazó tapasztalatai alapján 18

Páczeit István; Emlékeim Zambó János akadémikusról

érvényesen tudta megfogalmazni egy-egy megoldási javaslat gyengéit, erősségeit, a továbblépés irányait. Nem lehetett nem odafigyelni mondanivalójára. Számos alkalmam volt bányász szakesten részt venni. Mindig lenyűgözött a szép hagyomány, a rítus aminek ott részese lehettem. A szép egyenruhák, a vidám szomorú dalok, a bajtársiasság légköre, a hangulat soha nem felejthető emlékek. Emlékszem, egy szakestre, amelyen a születésnapját ünneplő Zambó professzort köszöntötték. Emlékszem az ifjú nemzedék lelkes ovációjára, az őszinte szeretet megnyilvánulásaira, a nagy tiszteletnek örvendő idős professzor egyszerű köszönő szavaira. Emlékeim felidézése közben volt alkalmam végiggondolni mit jelentett személy szerint nekem az, hogy ismertem Zambó professzort. Mindenkinek az életében vannak olyan emberek, olykor rokonok, olykor csak közelebbi-távolabbi barátok, kollégák, ismerősök akik „kimagasodnak" a többiek közül, akik mintát, példát szolgáltatnak, igazodási pontot jelentenek a számára. Az én példáim, mintáim, igazodási pontjaim között ma is ott áll Zambó János professzor. Miskolc, 2006. április 20.

Dr. Páczeit István egyetemi tanár MTA rendes tagja Miskolci Akadémiai Bizottság elnöke

19

Cselényi József: Emlékeim Zambó János professzorról

EMLÉKEIM ZAMBÓ JÁNOS PROFESSZORRÓL Szinte minden ember találkozik egy vagy több olyan személyiséggel, akinek cselekedetei számára mély benyomást jelentenek. Ezek az egyéniségek az életét mint példaképek mind végigkísérik. Szerencsésnek vallom magam, mert az életem során több olyan személyt ismertem meg, akiktől olyan maradandót kaptam, amelyek életemet pozitív irányba vezérelték. Zambó János professzor személye számomra ilyen volt. Nem voltam Zambó professzor tanítványa, nem tartoztam azok közé sem akik közvetlen munkatársai lehettek. A Vele való találkozások, amelyek a 60-as évek elejétől kezdve, különböző egyetemi oktatói feladataim kapcsán jöttek létre, számomra mindig valami újat, valami fontosat adtak. Zambó professzorral való első nagy élményt adó találkozásaim nem közvetlen személyes jellegűek voltak. Mint fiatal oktató több alkalommal láttam el rendezői feladatokat a tanévnyitó, illetve tanévzáró ünnepségeken. Ezeken az ünnepségeken rendkívül mély hatást gyakoroltak rám Zambó professzor elhangzott, szabadon tartott, retorikailag is kiválóan felépített rektori beszédei, szónoklatai, amelyekben - jelentős erkölcsi üzeneteket tartalmazva - megfogalmazta az elvárásokat az egyetemi évet kezdő hallgatóknak, illetve vázolta az élet elvárásait, kihívásait és útravalót adott a végzett mérnököknek. A 60-as évek második felében a „Miskolci Egyetemünk" c. újságnak voltam oktatási és tudományos rovat vezetője. Egy alkalommal Zambó professzor mint rektor hívatott magához egy beszélgetésre, amin a megjelent írásommal kapcsolatban tett észrevételeket. Ennek a találkozásnak az volt a lényege, hogy tovább ösztönzött azokra az írásokra, amelyek az oktatásban, kutatásban jelentkező új módszerek elterjesztését szorgalmazták, de felhívta a figyelmet arra is, hogy mindezek mellett kellően ki kell hangsúlyozni a meglévő értékeink megőrzésének fontosságát, a stabilitás és változás dinamikus egyensúlyát. Ekkor tárult fel bennem Zambó professzor számomra is követendő ars poeticája, amely egyaránt szenvedélyesen keresi az újat és következetesen ragaszkodik a meglévő, tradicionális értékekhez. Emlékezetes volt számomra is az az Egyetemi Tanács Ülés a 60-as évek végén, amely az akkor épülő E/7 Kollégium belső kialakításával foglalkozott, 21

Cselényi J.

folytatott vitát. Voltak többen, akik kifogásolták a szobánként 2 személyes elhelyezkedést adó kényelmesebb, otthonosabb berendezkedést, úgy vélték, hogy ezzel a „kispolgári életmód" csempészik be az Egyetemünkre. Zambó professzor, mint Rektor szenvedélyes felszólalásában utasította vissza a kértkedőket. Sikerült az Egyetemi Tanácsot azzal az érveléssel egyértelműen maga mellé állítani, amelyben kifejtette azt, hogy ha az Egyetemen sikerül minél igényesebb környezetet kialakítani, akkor az innen kilépő mérnökben is kialakul az igényesebb, kulturáltabb dolgok iránti szükséglet és életük során ezekért fognak küzdeni. Számtalan hasonló emlékeim vannak Zambó professzorról, az emberről, a vezetőről, a kollégáról, amit nincs lehetőségem mind -mind itt bemutatni. Mindezek számomra fontosak voltak, az életem kihívásainak kezelésénél segítséget nyújtottak. Mégis ezeken túl számomra talán a legnagyobb hatósugarúnak minősítem Zambó professzorral a szakmai-tudományos munkám során való találkozásaimat. A 60-as évek elején, amikor az akkori Szállítóberendezések Tanszék (a mai Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszék) oktatójaként néhai tanítómesterem, Vankó Richárd professzor bátorítására kilépve az „Anyagmozgató gépek" zárt köréből az „Anyamozgatási rendszer" irányában is elkezdtem tudományos kutató munkámat. Első vizsgálódásaim a gépipari technológiai folyamatokban jelentkező gépelrendezéseknek, szállítási középpont helyének anyagmozgatási munka ill. költség szempontjából való optimális keresésére szolgáló matematikai modellek és módszerek voltak. Szakirodalmi kutatásaim során került kezembe Zambó professzornak 1960-ban megjelent könyve: „Bányászati telepítések analitikája", amely számomra, mint gépészmérnök számára alapos meglepetésül szolgált. Lenyűgözött, hogy a bányászat bonyolult gyakorlati problémáit milyen nagyszerű módon sikerül absztrahálnia, az egyszerűbb matematikai modelleken keresztül a bonyolultabb felé haladva egzakt módon azokat megoldania. Egyértelmű volt számomra, hogy a szállítási középpont keresésére, a szállítópályák elhelyezésére vonatkozó modelljei és módszerei könnyen adaptálhatók a gépgyártás anyagáramlási folyamára, megalapozták ilyen irányú további kutatásaimat. Külön is kiemelem azt az akkortájt műszaki területen közel sem átlagosnak számító szemléletet, hogy az optimum kereséshez Ő költségfüggvényeket használt. A fajlagos költségtényezőkkel súlyozott műszaki jellemzők kifejezésével lehet olyan megoldásokat kapni, amelyeknél a gazdaságossági optimumot a műszaki jellemzők legjobb kombinációja eredményezi. Mindezek, amelyek Zambó professzor munkáiban a feldolgozó iparágra adaptálhatóak voltak, és főleg a probléma megoldások sajátos szemléletét, a matematikai modellezéseket széleskörű kiterjesztését sikerül érvényesíteni az 22

Cselényi József: Emlékeim Zambó János professzorról

„Anyagáramlási rendszerek tervezési és irányítása" c. tantárgyban, ezekben mérföldkövet jelentettek. A leírtak jelentős alapokat adtak a napjainkban rendkívül gyorsan térhódítást nyert logisztikai tudományhoz és annak „Miskolci Logisztikai Iskola"- ban elért eredményeihez. Zambó professzorral az előzőekben vázolt szakmai kötődés során folyamatosan tartottam a kapcsolatot. Beszélgetéseink során nagy érdeklődéssel fogadta mindazokat, amiből kiderült, hogy munkássága, gondolatisága Tanszékünk tevékenységébe is beépült. Személyében egy olyan professzort ismertem meg, aki mindig arra törekedett, hogy a legbonyolultabb gyakorlati problémákat, ha lehet a legegyszerűbb elméleti, általános összefüggéseiben megismerje, megoldja, és mindezeknél használja fel a természettudományos ismereteket, a modern gyorsan fejlődő társtudományokat is. Miskolc, 2006. március 31. Prof. Dr. Cselényi József egyetemi tanár

23

KONFERENCIA PROGRAMJA 2006. május 3.

Előadások Levezető elnök: DR. KOVÁCS FERENC az MTA rendes tagja, egyetemi tanár •

DR. KAPOLYI LÁSZLÓ az MTA rendes tagja

Globalizáció az energiaellátásban • DR. LAKATOS ISTVÁN az MTA levelező tagja A nem hagyományos szénhidrogénkészletek jövőbeni szerepe • DR. CSOM GYULA egyetemi tanár A hazai energiapolitika alapkérdései • DR. TIHANYI LÁSZLÓ egyetemi tanár Magyarország energiaellátása az elmúlt évtizedekben A/4 épület I. emeletén Megemlékezés Dr. Zambó Jánosról és SZOBORAVATÁS Megemlékezést tart: DR. BESENYEI LAJOS rektor DR. BÖHM JÓZSEF dékán DR. KAPOLYI LÁSZLÓ az MTA rendes tagja


POLLUTANT RELEASE IN THE DISPOSAL OF REA-GYPSUM AND WATER FROM FLUE GAS DESULPHURISATION Prof. Dr. h.c. mult. Dr. Ferenc Kovács Member ofHungarian Academy of Sciences Professor of University of Miskolc

Dr. Béla Mang associate professor University of Miskolc Department of Material Handlings and Logistics

Abstract Mátra Power Plant (Visonta) produces electrical energy from lignite. In flue gas desulphurisation - S02 gas neutralisation - REA-gypsum is produced. Most of it is currently not utilised but disposed of and gets into the power plant pulp reservoir in Ozse valley. The gypsum is transported to the dumping place in a pipeline for thick pulp (1:1 water-solid material ratio) together with traditional combustion by-products (slag, ECO-, Ljungströmand filter fly ashes). Research focuses on the investigation of what amount of hazardous material-pollutant gets into groundwater from the solution leaking from the pulp reservoir into the environment of the spoil area and in what concentration. The extent of the release of sulphate (SO/'), cadmium (Cd2), lead (Pb2*) and zinc (Zn2') ions was investigated through the evaluation of a 5-year observation period. The base is the starting period recorded in 1998 measurements. In the research, the data of water samples from three groundwater level observation wells were analysed and evaluated. Research yielded the following results: the REA-gypsum getting into the spoil area has not increased the sulphate (S04) concentration of groundwater. Groundwater sulphate ion concentration (generally 800-1,000 mg/l) usually exceeds pollution limit values (250 mg/l) but does not steadily exceed salvage limits (700-1,000 mg/l) so it does not justify salvage measures, cadmium (Cd) concentration does not change in time, does not increase, does not reach pollution limit values andfalls far behind 0.008-0.010 mg/l salvage limits, lead (Pb) concentration shows considerable variation (first increase, then decrease) in time, every now and then increasing pollution limits, but the sporadic maximums (0.020; 0.031; 0.040 mg/l) are all considerably below salvage limits (0.075-0.100 mg/l) prescribed in the relevant regulations, compared to the 1998 status, zinc (Zn) concentration has not increased in any of the wells but has practically remained constant in the lastfive years, being around 0 andfalling far behind pollution limit values. Results indicate that the concentrations of sulphate and lead ions getting into groundwater from the spoil area exceed pollution limit values but are lower than salvage limits. The concentrations of cadmium and zinc ions prove that REA-gypsum may be stored in the spoil area without any further measures and without the danger of polluting the groundwater in the environment beyond permitted limits.

25

F. Kovács - B. Mang

The Visonta power plant of Mátra Power Plants Co. is fired with lignite produced in Visonta or Bükkábrány. The slag and fly-ash produced in combustion has for decades been disposed of in the pulp reservoir in Ozse valley. The REA-gypsum produced in flue gas desulphurisation is partially utilised. The presently unutilised amount is transported to the reservoir together with washwater, slag and fly-ashes with thick pulp technology. During the several decades the slag and fly-ashes have been stored in the pulp reservoir, there has been no water (groundwater) pollution beyond permitted limits. Research has been targeted at analysing what kind of impact the disposal of REA-gypsum and water in the pulp reservoir has on the environment, in what concentration elements released from the pulp reservoir can be found in groundwater, whether the regulations specifying permitted concentrations of the different elements call for any protective-preventive measures and whether environmental effects/impacts require special measures or intervention. From the power plant and the desulphuriser, slag+ashes+gypsum+washwater get to the spoil area in Ozse (Őzse valley) in the form of thick pulp. In the research, water samples from Ozse-1, Ozse-2 and Ozse-3 groundwater level observation wells of the monitoring system were collected, analysed and then evaluated. On the basis of the evaluation, conclusions were drawn concerning the environmental impacts (groundwater quality) of the spoil area. Ozse-3 well is located higher than the spoil area on the north side, while Ozse-1 and őzse-2 are on a lower level in the direction of groundwater flow on the south side of the spoil area. This setup involves that elements released from the spoil area can primarily appear in the water of the southern wells. In the well on the north side, groundwater supply comes from precipitation from the direction of the Mátra mountains. The operation license of groundwater observation wells defines background concentration (A) and verified background concentration (Ab) values according to the 1998 status. These reflected the environmental characteristics of the area on the one hand, and former pollution loads on the other. These values can thus be regarded as 'starting level' specifications for the dumping place in question and its environment. Starting level (Ab) water quality data are the following for 1998: Sulphate, S042" |mg/l] Cadmium, Cd2+ [mg/lj Lead, Pb2+ [mg/I] Zinc, Zn2+ [mg/lj

Őzse-1 1,028.32 0.005 0.005 0.006

Table 1 26

Őzse-2 1,336.57 <0.002 0.007 0.050

Őzse-3 164.40 0.006 0.006 0.022

Pollutant Release in the Disposal of Rea-Gypsum and Water From Flue Gas Desulphurisation

Following the installation of the power plant flue gas desulphurising system at the end of 2000, regular groundwater sampling has been carried out in the observation wells established in the neighbourhood of the spoil area since 2001. Of analysis data, research focused on the variations of sulphate (S0 4 2 ), cadmium (Cd2+), lead (Pb2+) and zinc (Zn2+) concentrations. According to the relevant ministerial order, the pollution limit values for the 4 elements concerned are the following: Sulphate

250 mg/1

Cadmium 0,005 mg/1

Lead

0,010 mg/1

Zinc

0,200 mg/1

Prior to the impact analysis of the dumping of REA-gypsum, it was also investigated in what amount REA-gypsum contained the elements concerned. Sulphate content of gypsum was 400 mg/1. Sulphate content of the ashes constituting the bulk of the spoil area was 2,600-5,600 mg/kg. The amount of cadmium that could be released from REA-gypsum with water was 0.001 mg/1, with ammonium acetate solution it was 0.008 mg/1 and with nitric acid it was O.010 mg/1. The lead content of gypsum is insoluble in water, the amount released with ammonium acetate was 4.6 mg/1, with nitric acid it was 0.75 mg/1. The amount of zinc soluble with water was 0.04 mg/1, with ammonium acetate it was 0.31 mg/1 and with nitric acid it was 3.00 mg/1. The latter data reveal that the release of the lead and zinc content of REA-gypsum from the spoil area primarily depends on the acidity of the spoil area or pulp. Concentrations and their fluctuations in time are shown in the figures. They show starting levels (verified background concentration), concentration fluctuations in time and pollution limit values alike. In the interpretation of the relevant regulations, the latter are risk concentrations specified with the consideration of drinking water quality and water ecosystem demands. With these values, groundwater may be used to 'produce' drinking water (after certain treatment) without endangering the ecosystems of the area. Figure 1 shows that sulphate concentration considerably varies in time with the maximum concentration value being around 1,000 mg/1. While it exceeds pollution limit values, it does not go beyond starting levels (verified background concentration). (The dumping of REA-gypsum and washwater in the area started in 2001.)

27


1200

Starting state |> 1000 •

•I

800

®

600 i-

ro

400

•^

200

0 : 1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 1 Sulphate concentrations, data from Ozse-1 well Ozse-2 well (Figure 2) basically shows a similar situation. Sulphate concentration exceeds pollution limits, varies considerably in time but practically does not go beyond starting levels. The very significant fluctuations of sulphate concentration shown in Figures 1 and 2 may primarily arise from the changes in time of precipitation in the spoil area, i.e. that with a higher precipitation amount groundwater (runoff) sulphate concentration is lower, too. 1600

Starting state

4

1200 ; o m i_

800 i

c o o a> ID r

\ 400

Pollution limit values

a.

s U)

V" o -i -

1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 2 Sulphate concentrations, data from Ozse-2 well 28


Figure 3 shows fluctuations of sulphate concentration in Ozse-3 well established north of the spoil area. Both starting and actually measured concentration values fall far behind pollution limits. The comparison of the three diagrams (Figures 1-3) reveals that no release from the spoil area affects the groundwater sulphate concentration in well 3. Obviously, the direction of groundwater flow is north-south in both the region and the spoil area environment with any release appearing in the water of the wells (1 and 2) lying south of the spoil area. 600

1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 3 Sulphate concentrations, data from Ozse-3 well Then, as regards sulphate concentration (wells 1 and 2), the question is where the SO42" ion content comes from and whether its value is affected by the storage of REA-gypsum and washwater or not. Data in diagrams 1 and 2 indicate that there was already a 1,000 mg/1 sulphate concentration in the spoil area environment (south) prior to the disposal of gypsum and washwater there (in 1998) and neither of them has increased groundwater sulphate concentration. In the spoil area of the power plant, sulphate has been released from the ashes getting there (slag, fly-ash) for decades. According to earlier investigations, the sulphate content (S042~) of the fly-ash dumped in the spoil area in Ozse valley is 2,600-5,600 mg/kg and release can only affect this. The data of investigations made between 1982-1985 concerning the analysis of groundwater samples taken from the environment of the spoil area in Őzse valley are the following: 29


sludge in the spoil area waters in the pulp reservoir waters seeping through the pulp waters near the pulp reservoir (groundwater in observation wells) waters away from the pulp reservoir (dewatering wells for K-I. open cut)

S042~ concentration S042~ concentration S042" concentration S04" concentration 2-

S0 4 " concentration

1500-6500 mg/1 1200-1600 mg/1 1000-1600 mg/1 400-2600 mg/1 20-40

mg/1

On the basis of the latter data, it can be concluded that the sulphate concentration of the fly ash and pulp (water) in the spoil area and that of the groundwater seeping through the reservoir and appearing in the observation wells was higher in the period preceding the disposal of REA-gypsum and washwater than the S042" concentration measured after the disposal of the material (slag, flyashes, gypsum, washwater) transported with thick pulp technology, i.e. with a smaller amount of water, after the years 2000 and 2001. Thus the disposal of flue gas desulphurisation residues in the spoil area did not increase the sulphate content of groundwater in the neighbourhood. Comparing the maximum sulphate concentration (1,000 mg/1) in the last five years with the 700-1,000 mg/1 salvage limit (C2. C3) prescribed in the valid regulation, it can be concluded that the 200-1,000 mg/1 sulphate concentration that has been typical in the neighbourhood of the spoil area in recent years does not call for any salvage measures. With regard to the 1982-1985 data, this is also justified by the fact that at about 1 km distance from the spoil area (water liftover in K-l mine) sulphate content was only 20-40 mg/1 in groundwater (layer water). Naturally, it is another question that sulphate solubility in seepage does not really make it possible to have S042" concentrations above 900-1,000 mg/1. This, of course, involves that sulphate content in the water seeping from the spoil area (not in the spoil area pulp) cannot really exceed salvage limit values (700-1,000 mg/1). In the analysis of the environmental impacts of the material stored in the spoil area, it is also necessary to investigate the extent of heavy metal ion release. In the research, release concentration values of cadmium, lead and zinc have been investigated. Figures 4, 5 and 6 show the fluctuation in time of cadmium (Cd"4} concentrations in groundwater. Figures show the starting values (1998 verified background concentrations) and pollution limit values. In all the three sampling places, cadmium ion concentrations in groundwater remain below pollution limit values and there are only three peak values in comparison to the 1998 starting state (Figure 5). Basically, cadmium ion concentrations are the same in all the three wells so it can safely be assumed that practically there is no release from the spoil area. 30


0,006


5

I 0,005 1

Starting state

0,004

§ 0,003 o o E 0,002 re 0,001 ü 0 1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 4 Cadmium concentrations, data from Ozse-1 well According to the 1984 data, no cadmium was detected in fly-ashes from Visonta power plant. According to the data between 1982-1985, Cd2+ concentration was below 0.0002 mg/1 in pulp reservoir sludge while it was 0.0002-0.0006 mg/1 in pulp reservoir water and lower than 0.0002 mg/1 in the water seeping through the pulp and in the remote wells. 0,006


•—^

1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 5 Cadmium concentrations, data from Ozse-2 well 31


Data analysis indicates that in the spoil area and in its environment there is no change in time in cadmium ion concentrations, it does not increase, does not approach pollution limits and falls far below 0.008-0.010 salvage limit values. The disposal of REA-gypsum and washwater in the spoil area has caused no change in Cd2+ concentrations in either the spoil area or its environment.

0,008

"

1 i

E c 0,006 .Q

Starting state

* *-

\

ro

§

I


0,004

o o E

j

| 0,002 x> ra Ü

; 0 1998.

i

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 6 Cadmium concentrations, data from Ozse-3 well As cadmium content was zero according to the analysis of power plant flyashes and the same Cd2+ concentrations were measured on the north (in the direction of the Mátra mountains) and south sides of the spoil area, it can be assumed that the appearance of cadmium ions is related to mineralisation and wash-out in the Mátra. The fluctuation in time of lead concentrations between 2001 and 2005 is shown in Figures 7, 8 and 9. Figures 7 and 8 (Őzse-1 and Ozse-2 wells) show that lead ion concentrations have increased in the last three years exceeding 1998 starting values and, according to several measurements, pollution limit values, as well. In the well on the north side of the spoil area, lead concentration is practically stable, it does not exceed starting values and remains below pollution limit values. The fact that in the groundwater wells 1 and 2 there is higher lead concentration than on the higher side of the spoil area (well 3) seems to prove that there is lead ion release from spoil area material. 32


0,04

DJ

£ 0,03 c .Q

to c 0,02 CD

Ü


18 0,01 Starting state

1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 7 Lead concentrations, data from Ozse-1 well The possibility of lead release is also confirmed by the fact that the 1984 analysis detected 0.5 mg/kg lead content in power plant fly-ash while the 1985 flyash analysis in the pulp reservoir detected a similar lead content (0.5 mg/1). At the same time, no lead pollution was detected in pulp area water, in the water seeping through the pulp or in groundwater wells near or far from the pulp reservoir in the 1982-1985 analyses. 0,05 0,04

Starting state 1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 8 Lead concentrations, data from Ozse-2 well 33


In recent years, maximum lead ion concentrations measured in wells 1 and 2 were considerably lower (0.020; 0.031 and 0.040 mg/1) than the operational limits prescribed in the regulations, thus calling for no salvage measures. 0,012

0,009 o

c

0,006 • -

0,003

1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

2005.

Figure 9 Lead concentrations, data from Ozse-3 well The appearance of lead may probably be accounted for by mineralisation and perhaps by acid rains in the Mátra (although flue gas purification precisely aims at the exclusion of the possibility of acid rains). 0,25 0,2 Pollution limit values 0,15 0,1

N

0,05

1998.

1999.

2000.

2001.

2002.

2003.

2004.

Figure 10 Zinc concentrations, data from Ozse-1 well 34

2005.


The research has also extended to the investigation of the fluctuation of zinc concentrations. Figures indicate that Zn2+ concentrations have not increased in any of the wells in comparison to the 1998 starting values, they have practically been stagnating in the last five years, falling far behind the pollution limit values, practically being around zero. Earlier investigations found no zinc content in power plant fly-ash and measured 0.010-0.060 mg/1 zinc concentration in the pulp dumped, in pulp reservoir water and in the waters seeping through the pulp, which was evidently caused by some kind of emergency in the life of the well (or its material).

0,25 Pollution limit values

0

4

1998.

,

1999.

2000.

•"..*.'•,'-.•.•

•- - - . - •

2001.

2002.

•

T-t-

2003.

»•"'T'"*^'4""""""*-*

2004.

2005.

Figure 11 Zinc concentrations, data from Ozse-2 well In the evaluation of water sample data from groundwater observation wells in the environment of the Őzse valley spoil area in Mátra Power Plant Co, it has been investigated what extent of release (what concentrations) can be detected in spoil area environment after the disposal of residues from flue gas desulphurisation in the lignite-fired power plant (REA-gypsum and washwater). Since the 1980s, there has been continuous disposal of power plant slag and fly-ashes in the Őzse-valley reservoir, earlier with thin pulp, more recently with thick pulp transportation technology. Research has concentrated on the analysis of measurement data of recent years with special regard to the fact that flue gas desulphurisation (involving the formation of REA-gypsum and water) started at the end of 2000. 35


\

.

0,25

n [mg

5"

- -

1

0,2 Pollution limit values

.2 0,15 c ü C ü

-

0,1

u o N

0,05

Starting state - •

n 1998.

1999.

2000.

2001.

^-^ 2002.

2003.

*~

• — • —_ ^ _ *

2004.

2005.

Figure 12 Zinc concentrations, data from Ozse-3 well In the research, sample data from three groundwater wells have been evaluated. Őzse-3 well can be found on the northern side of the spoil area, on the opposite side from the waterflow in the spoil area environment. Thus, in theory no material release can occur from the spoil area into this well. Ozse-1 and Őzse-2 wells can be found on the southern side, which means that elements released from the spoil area will surely appear in their water. In the research, the time series of water sample data from three groundwater observation wells have been analysed, taking into consideration 1998 starting values, pollution limit values prescribed in the regulation concerned and the prescribed salvage limit values. The investigation has led to the conclusion that the REA-gypsum and water dumped in the spoil area did not increase the sulphate (S042~) concentration of groundwater. The sulphate concentration of groundwater, which is generally 8001,000 mg/1, exceeds pollution limits (250 mg/1) but does not permanently go beyond salvage limit values (700-1,000 mg/1) so there is no need for taking special salvage measures. The analysis of groundwater cadmium concentrations in the environment of the spoil area gave the result that Cd2+ concentration stagnates in time, it does not increase and does not reach pollution limit values, falling far behind 0.008-0.010 mg/1 salvage limit values. The disposal of REA-gypsum and water in the spoil area did not change Cd2+ concentrations in the environment. 36


In the water sample data from Őzse-1 and Őzse-2 wells located south of the spoil area, lead concentrations showed a significant change (rise, then fall) in the period 2002-2005, to some extent they increased periodically exceeding pollution limits but even the maximum values (0.020, 0.031 and 0.040 mg/1), which occurred relatively rarely (altogether three times), were considerably below operational limit values (0.075-0.100 mg/1) as prescribed in the relevant regulation. In the northern Őzse-3 well, Pb2+ concentrations did not reach pollution limit values. Compared with the 1998 state, zinc concentrations have not increased in any of the wells but have practically stagnated in the last 5 years being around zero and falling far behind pollution limits. To sum up the results, it can be concluded that in the disposal of REA-gypsum and water in a slag-fly-ash spoil area, the concentrations of sulphate and lead ions released from the spoil area into groundwater in the neighbourhood exceed pollution limits but are lower than operational limit values (C2, C3). Cadmium and zinc ion concentrations testify that REA-gypsum and water can be permanently (finally?) stored in a fly-ash spoil area without the danger of polluting groundwater in the environment beyond limits.

37


REFERENCES [1] Joint order No. 10/2000. (VI.2.) KöM-EüM-FVM-KHVM on limit values for the quality protection of groundwater and geological medium. [2] Order No. H-2886-27/1998. of the North Hungarian Water Management Directorate: water law operation license of the water quality monitoring system of Ozse-valley pulp reservoir of Mátra Power Plant Co (11 June, 1998) [3] Imre SZABÓ (Gy. FILEP, B. KOVÁCS, J. LAKATOS, T. MADARÁSZ, I. SZABÓ), Szennyezett területek kármentesítése. ['Salvage of polluted areas'] Miskolc University Press, 2002.

38

Benke L.

4.

Befejezés

Természetesen nem hisszük, hogy a mi gondolatmenetükben ne lehetne hiba, egyegy ellenérvünk ne lenne támadható. A bölcsek kövét mi sem hordjuk a zsebünkben. De fontosnak érezzük, hogy hallgatóink is szembesüljenek a „másik oldal" ugyancsak jó szándékú és mindenkor a szakmai tisztességre törekvő véleményével. Erre kötelez bennünket mindaz, amit Zambó professzor úrtól tanultunk.

5.

Felhasznált irodalom:

[1] Payal Sampat: Szabaduljunk meg a bányászat rabságától! In: A világ helyzete 2003. A Worldwatch Institute a fenntartható fejlődésről. Föld Napja Alapítvány, é.n. p. 150-173.

82

Környezetvédelem és bányászat - avagy: „Szabaduljunk meg a bányászat

rabságától"?

Ha Payal Sampat a kohászat szennyezésével is itt akar foglalkozni, akkor tanulmányának azt a címet kellett volna adni: Hogyan szabaduljunk meg a bányászat és kohászat rabságától? Ezt azonban, bizonyára, már ő is túlzásnak érezhette...

3.4.

Hiszem, ha

akarom...

•

A bányászat évente több anyagot forgat ki a talajból, mint amennyit a világ összes folyója megmozgat.

•

A bányászat a világon a legszörnyűbb munkakör mindig a világ legveszélyesebb foglalkozása.

a bányászat még

Ami a folyók hordalékát illeti, nem számoltunk utána. Talán még igaz is lehet a bányászat által megmozgatott anyag mennyiségével való összevetés. Egy latin mondás azért idekívánkozik: Gratis asseritur, gratis negatur - azaz: amit bizonyítás nélkül állít valaki, azt bizonyítás nélkül kell elutasítani. Vonatkozhat ez a mondás a bányászatra mint a „világ legveszélyesebb foglalkozására" is. Ha ez utóbbi igaz lenne, akkor a tűzszerészek, berepülő pilóták, mélytengeri búvárok, a légi desszant tagjai és még sokan mások némileg megkönnyebbülnének. Ha a bányászati szaknyelv szempontjából vizsgáljuk az írást, akkor kritikán alulinak kell minősíteni. Csak néhány példa elrettentésül: „...a szűz ásványok ára folyamatosan csökken"; „az érc jó fémet tartalmazó hányada". Az aranybányászat ciánnal kezelt meddőjéről szólva: „Hová kerül ez a vegyszerrel dúsított hulladék? Feltornyozzák, épített tárolóhelyekre öntik (amit gátnak neveznek)..." Lehet, persze, hogy mindez a hozzá nem értő fordító (no, meg a lektor!) hibája. Annyi előnye azért van ennek a csapnivaló nyelvnek, hogy így mindenki, aki kicsit is ért a bányászathoz (pl. különbséget tud tenni a kőzet, ásvány és érc között), rögtön látja, hogy ez az írás nem hozzáértő keze alól került ki, és így is fogja kezelni.

81

Benke L.

3.2. Igaz, de... •

Emberek, akiknek más munkalehetőségük nem volt, ...fausti dilemma elé kerületek... dönteniük kellett, hogy vállalják-e a tüdőbetegségek és más egészségkárosodások kockázatát a munkalehetőségért és jövedelemért cserébe.

•

Mostanában úgy látszik, hogy az ásványoktól való függés a fejlődő országokban lassítja, sőt csökkenti a gazdasági növekedést - ezt a jelenséget a gazdasági szakemberek az „ásványkincsek átkának" mondják.

•

A közpénzek kiadásának utolsó állomása, amikor a bánya bezár, a kormányra és az adófizetőkre maradnak a hátrahagyott csatatér helyreállításának költségei. Az Egyesült Államok adófizetői óriási számlákat fizettek miután a bányavállalatok csődbementek, vagy egyszerűen felhagytak a nem kifizetődő bányászattal.

Ezek azok a kérdések, amiknek van igazság tartalmuk, de vagy már csak a múltra vonatkoznak (pl. a megbetegítő bányászat az egyetlen munkalehetőség), ehhez hasonló a bányavállalkozók előzetes kötelező pénz letétje a helyreállítás költségeire. Az „ásványkincsek átkának" nevezett közgazdasági probléma okozója, pedig nem maga a bányászat, hanem az adott társadalmi-gazdasági környezet. 3.3.

Nem a mi

sarunk...

•

A bányaipar bolygónk egyik legnagyobb ólomszennyezője. A fémek kiolvasztása évente 19 millió t, savas esőket okozó kén-dioxidot bocsát a légkörbe - ez az évi teljes kibocsátásnak mintegy 13 %-a. Az Egyesült Államokban a fémek feldolgozása az iparból származó, bejelentett mérgező anyag kibocsátásnak majdnem a feléért felelős, mivel évente 1,5 millió t szennyező anyagot bocsát a levegőbe és a vizekbe.

•

1997-ben az Ausztrália, Kanada, Franciaország, Németország, az Egyesült Királyság és az USA alumínium kohóiból származó PFC szennyezés mintegy 19 millió t szén-dioxid kibocsátásával volt egyenértékű...

A kohászat szennyezésének a bányászatra sózása ügyes, de nem tisztességes eljárás. Akkor is így van ez, ha az angol szakmai nyelvben létező „mineral engineering" jelenti a mi fogalmaink szerinti bányageológiát, ásvány előkészítést és kohászatot. A bányászatra azonban külön szavuk van (mining engineering). 80

Környezetvédelem és bányászat ~ avagy: „Szabaduljunk meg a bányászat

rabságától"?

hallgatóinkkal megismertetni és feldolgozni azzal a céllal, hogy keressük a „zöld kérdésekre" adható „bányász válaszokat". Jelen írás keretében nincs lehetőségünk a teljes anyag bemutatására, ezért csak ízelítőként néhány jellemző megállapítás-típusra szorítkozunk.

3.1.

Igaz, ami igaz

A szerző sok olyan megállapítást tesz, amivel nem igen lehet és nem is akarunk vitatkozni, hiszen a bányászat, mint a fenntartható fejlődés szempontjából is nélkülözhetetlen gazdasági tevékenység legsúlyosabb negatívumait, környezeti hátrányait taglalja. Ezek közül néhány: • •

•

•

• • •

A bányászat világszerte maradandó nyomot hagyott az embereken és a tájakon. A huszadik században az olcsó energia hozzáférhetősége és a jobb szállító hálózatok révén egyes fémércek (sic!) több ezer kilométert utaznak, hogy finomítsák és feldolgozzák őket. Az ásványi nyersanyagok kitermelése, feldolgozása és finomítása rendkívül energiaigényes. Az évente olajjal, gázzal, szénnel és vízerőmüvekkel termelt energia 7-10 %-át ásványi nyersanyagok kitermelésére és feldolgozására használják. Az arany minden eladható tonnájával mintegy 300 000 t hulladék keletkezik ez azt jelenti, hogy minden egyes arany jegygyűrű előállítása durván 3 t hulladékkal jár. A cianidos technológia a 2000-ben Romániában történt gátszakadás miatt 1240 t halat pusztított el és 2,5 millió ember ivóvízét szennyezte be. A bányászat hatásai gyakran a kitermelés befejezése után is még sokáig tartanak. A savszivárgás különösen hosszú életű probléma. 1993 és 2001 között az Egyesült Államok bányavállalatai 11 milliárd dollárt érő aranyat, ezüstöt és más ásványokat termeltek ki közföldeken és ennek csak 1 %-nyi töredékét kellett adók formájában befizetniök.

Annak ellenére, hogy ezekkel az érvekkel nem vitatkozunk, de fel kell hívnunk a hallgatók figyelmét az apró csúsztatásokra, trükkökre. Pl. az ásványi nyersanyagok 7-10 %-os energiaigényét csak a fosszilis energiahordozókból és vízerőművekből nyert energiára vonatkoztatja. A nukleáris energiát (elhallgatólag) kizárja. így mégis csak mutatósabb számot kap... 79

Benke L.

2. A bányászat mint a környezetvédők egyik leggyakoribb célpontja Nem szabad azon csodálkoznunk, hogy a bányászat nagyon sok kritikát kap a környezetvédőktől, hiszen egész tevékenysége az egyik környezeti elem: a talaj, sőt a földkéreg intenzív igénybevételét jelenti. A külszíni bányászatnál ez különösen látványos tájsebekben nyilvánul meg (legalábbis a bányászkodás aktív szakaszában), de a föld alatti bányászat hatásai is szembetűnők (talajmozgás, meddőhányók, vízgazdálkodás). Ugyanakkor az emberiség primer nyersanyag éhsége, tehát a mezőgazdaság és a bányászat termékei iránti igény egyre nő. Ezzel együtt egyre nagyobb lesz a feszültség a környezet védelmezői és a bányászat művelői között. Ezt a feszültséget az sem enyhíti, hogy a bányászok is szeretik a szép és egészséges környezetet és az ún. környezetvédők is élvezik és igényt tartanak a bányászat termékeire - pl. azon egyszerű oknál fogva, hogy ők is házban laknak, aminek anyaga -a fa kivételével- mind bányászati termék. A bányászattól pedig azt várják, hogy úgy elégítse ki a növekvő nyersanyag igényeket, hogy ennek a környezetben lehetőleg semmi nyoma ne maradjon. A környezet igénybevétele nélküli bányászat, természetesen, lehetetlen (legalább is mai ismereteink szerint), de a lehető legkisebb és egyre kisebb mértékű beavatkozás igényét jogos kívánalomnak kell tekintenünk. Hallgatóinknak is ebben a szellemben adjuk át a szakmai ismereteket. Talán az sem véletlen, hogy ez a sokak által pokolra kívánt bányászati iparág egyik alaptanszéke, a hajdani Bányaműveléstani (mai nevén Bányászati és Geotechnikai) tanszék környezetmérnököket is képez, sőt a Gépészmérnöki Karhoz tartozó műszaki menedzserek környezeti szakirányának is gazdája.

3. A bányászat helyzete 2003-ban, ahogy a Worldwatch Institut látja és láttatja Az intézet évente kiadott jelentéseiben (A világ helyzete ....-ban) részletes elemzéseket közöl környezeti szempontból neuralgikus aktuális kérdésekről. Legutóbbi jelentésük [1] 6. fejezete a főleg angol nyelvterületen jól ismert Payal Sampat tanulmánya, „Szabaduljunk meg a bányászat rabságától!" címmel hívja fel magára a figyelmet. Mivel komoly, Magyarországon is széles körben terjesztett kiadvány komoly tanulmányáról (23 oldal terjedelmű) van szó, alkalmasnak látszott a „Környezetbarát nyersanyag- és energiatermelés" c. tárgy keretében 78


K Ö R N Y E Z E T V É D E L E M ÉS BÁNYÁSZAT AVAGY: „SZABADULJUNK MEG A BÁNYÁSZAT RABSÁGÁTÓL" ? Dr. B e n k e L á s z l ó tudományos munkatárs, MTA-TK1 Geotechnihai Kutatócsoport, Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnihai Tanszék

1. Bevezetés Ma már természetesnek érezzük, hogy a különböző környezetvédő mozgalmak hangja mindenütt hallható, jelen vannak a politikában, a kormányzat különböző szintjein, a közvélemény formáló médiákban - és jó, hogy így van. Ugyanakkor látjuk azt is, hogy nem ritkán zöldekként jelennek meg különböző politikai irányzatok és célok képviselői, akik számára közel sem a környezetünk védelme a legfontosabb. Náluk a zöld mozgalom az a trójai faló, amiben szeretnének az ország irányító hatalom valamely (lehetőleg minél magasabb) szintjére kerülni. Egy másik csoportot alkotnak a jó szándékú „őszinte zöldek". Náluk gyakran az a legnagyobb probléma, hogy kellő szakmai ismeret híján, innen-onnan felcsipegetett igazság-töredékek alapján nyilvánítanak sarkalatos véleményt, sőt indítanak kampányokat, nem egyszer hadjáratokat. Én is azon szerencsések közé számíthatom magamat, akik Zambó János tanítványai voltak - és bizonyos értelemben maradtak mind a mai napig. Tőle tanulhattuk meg azt is, hogy minden problémát lehetőleg több oldalról kell megismerni, meg kell keresni a rejtett okokat is, fel kell tárni a mögöttes szándékot, sőt olykor az ellenérdekelt fél bőrébe is bele kell tudni bújni. 77

Bohus G. — Buócz Z.

Felhasznált irodalom [1] Általános Robbantási Biztonsági Szabályzat. Bányahatósági Értesítő, 1987. november. [2] Bohus, G. - Horváth, L. - Papp, J.: Ipari robbantástechnika. Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1983. [3] A keszegi kőbánya művelési koncepciója, különös tekintettel a szeizmikus hatásra. A NME Bányaműveléstani Tanszék kutatási jelentése, Miskolc, 1986. november. [4] Rezgések épületre gyakorolt hatása. 13.018 sz. Magyar Szabvány, 1991. [5] Bohus, G.: Bányászati jövesztéstechnika. Egyetemi jegyzet. Tankönyvkiadó, Bp. 1986. [6] Handbook on surface drilling and blasting. TAMROCK-kiadvány.

76

Egy lakott településhez közeli kőbányában végzett robbantások szeizmikus hatásának

vizsgálata

ÖSSZEFOGLALÁS Megbízásunknak megfelelően újabb robbantások szeizmikus hatásainak mérése és az előző évi mérések adatainak feldolgozása során megállapítottuk, hogy -

az üzemben alkalmazott, jól szabályozott, gondosan kivitelezett robbantások szeizmikus hatása nem veszélyezteti Keszeg község legközelebbi lakóépületeit sem,

-

a házakon megfigyelhető repedések, épülethibák következtethettünk robbantásos eredetre, azok következményei.

jellegéből nem más hatások

Az üzemi robbantástechnológián lényeges változtatásokat nem kell eszközölni.

<ÍV.".r>K | i | K - M IKV .'I :,\ NI fi VA! O r . / l t i U M t . l

. A-

75

Bohus G. - Buócz Z.

A rezgések értékelésénél még két dolgot feltétlenül figyelembe kell venni: a) Mindenütt, így Keszegen is van egy állandó szeizmikus nyugtalanság, (ami számos ok eredőjeként itt kb. 0,4 mm/s-os érték), mely értékkel csökkentve a mért rezgésértékeket, a robbantások által előidézett szeizmikus hatás tovább csökken. b) Természetesen nem szabad arra gondolni, hogy akkor, amikor a rezgési sebesség meghaladja a 3 vagy akár az 5 mm/s értéket, akkor azonnal károsodnak az épületek. Ennek bizonyítására álljon itt a hivatkozott szabvány függeléke, mely szerint 5 mm/s-nál kisebb sebességű rezgések esetén 1 %-nál kisebb az épületek károsodásának a valószínűsége (L. 6. ábra). Tudjuk, hogy ez a bánya 35-40 éve termel. A termeléshez az itteni szigorú előírások betartásával évente akár 80-100 robbantásra is szükség lehet. Nem következhet be a sok robbantás miatt a közeli építmények szerkezeti anyagainak kifáradása? Az anyagtudományban Wöhler írta le a legmegbízhatóbban a kifáradás jelenségét. Tanulmányának végeredménye: a szerkezeti anyagok szilárdsága akár egy nagyságrenddel is lecsökkenhet, ha az ismételt igénybevételek száma meghaladja a 104 számú ismétlést. Tételezzük fel, hogy 40 év alatt évenként 90 robbantást végeznek. Ez összesen N = 40x90 = 3600<10 4 , vagyis még legalább 70 évi intenzív bányaművelés szükséges ahhoz, hogy kifárasztásról beszélhessünk. (Ez pedig a bánya korlátozott ásványvagyona miatt lehetetlen.)

74

Egy lakott településhez közeli kőbányában végzett robbantások szeizmikus hatásának vizsgálata

Tekintsünk újra a 2. és az 5. ábrákra. Látható, hogy csak egy esetben következett be 3 mm/s-nál nagyobb sebességű rezgés, amit az üzem magára nézve irányadónak tekint. (A robbantási szabályzat szerint a vizsgált épületekre Vmeg =5mm/s a megengedett rezgési sebesség.)

3F 3,5

E

I 3

•

—I-

O) o c >.<|} CO CO

^ | J

_ .Jk.Jk.Jk-A

,

üzemi mérések tanszék mérései

*

o

ja _ _#.

1.5 CO

-.

.0

1

t i * »•>•> -t>

w _

_

»

#

«> T t %

S 0,5

200

250

300

350 400 távolság [m]

450

500

5. ábra: A bányához legközelebbi lakóházaknál mért üzemi és tanszéki mérések adatai Nagy vagy kicsi érték a 3 mm/s-os rezgési sebesség? Az ismert robbantási szeizmikus szabályzaton kívül nézzük meg a 13.018. sz. Magyar Szabványt is („Rezgések épületre gyakorolt hatása"). Az ott megengedhető értékeket tanulmányozva megállapítható, hogy a 3 mm/s értékű rezgések még a műemlék épületeken is megengedhetők. (Itt a rezgések frekvenciáját is figyelembe kell venni. A robbantással keltett rezgések frekvenciája ilyen távolságban 7 és 10 Hz közötti. Tehát nem csak a 3, hanem az 5 mm/s rezgési sebesség sem károsít.) 73


A robbantások szeizmikus hatásának értékelése Az 5. ábrán feltüntettük az összes üzemi mérési adatot (78 db) és az általunk kb. ugyanazon a helyen (az 1. mérési ponton) meghatározott 10 rezgési értéket. A robbantások távolsága 260 és 460 m közötti tartományba esett. A rezgési sebességnek a távolság növekedésétől elvárható csökkenése itt azért sem mutatható ki, mert ezen összefüggés nem veszi figyelembe az eltérő töltetnagyságokat. Viszont korábban már érzékeltettük, hogy a •\]Qm II és Vx között ennek a bányának a környezetében nincs szoros összefüggés. Ennek a korrelációnak a hiányát jó húsz éve többen keresték, de meggyőző választ nem tudtak adni. A legvalószínűbb magyarázatot a Miskolci Egyetem 1986. novemberi jelentésében találjuk. Annak idején megállapítottuk, hogy a keszegi bánya elhelyezkedése hasonló a nagyharsányihoz és a beremendihez, ezért itt is alkalmazható az „Ipari robbantástechnika" c. szakkönyv 11.19. összefüggése:

k

A] = Al 11 + A4- ' X ahol: h - az alluviális rétegek vastagsága, m, X- az alluviumban terjedő rugalmas hullám hossza, m, As és Aa - a sziklán ill. az alluviumon mért rezgés amplitúdója, mm. Tehát olyan helyeken, ahol a hegy lejtőjén lévő (a közeli házak alatti) talajréteg annyira kivastagodik, hogy vastagsága összemérhető a talajban terjedő rugalmas hullám hosszával (h ~ Xa), akkor a rezgés amplitúdója megnő és elérheti a sziklán mért rezgés 3,7-szeresét is (Aa - 3 , 7 As). Az akkori vizsgálatok ebben az irányban eredményesek voltak. Konkrét összefüggéseket viszont csak az altalaj megfúrása és részletes rezgésanalízis után kaphatnánk. Erre a nagy munkára azonban nincs szükség. Miért? A bánya robbantásainál az egyidejűleg felhasználható töltetek mennyiségét annyira lekorlátozták, hogy a robbantások sokkal gondatlanabb kivitelezése sem idézheti elő a környező épületek károsodását.

72


vizsgálata

A nagy eltérés okát elsősorban a nagyobb mérési távolságokban kell keresni. Ugyanis, amíg a korábbi mérések átlagos távolsága / =320 m, addig a mi méréseinknél ez 474 m. A bányához legközelebbi, l.sz. mérőpontjaink átlagos távolsága V f= 355m, ami csak 10 %-kal nagyobb a korábbiaknál. Az ott mért rezgések átlagos sebessége V ,= 0,94ram / s , ami már eléri a korábbi átlag 65 %-át. Ezek az adatok már jól összevethetők. Van viszont még egy lehetőség az eltérések magyarázatára, ez pedig a különböző blokkokban (szelvényekben) végzett robbantások hatása. A mi méréseink során 7 robbantást a D-7-es blokkban végeztek. Hasonlítsuk össze ennek a 7 robbantásnak az 1. mérőpontokon jelentkező rezgéseit a korábbi robbantások adatai közül azokkal, amelyek ugyancsak a D-7-es blokkban történtek. Ez az összehasonlítás választ ad arra, hogy történt-e lényeges változtatás a technológiában? A már ismertetett 78 adat között ugyancsak 7 db robbantást találtunk a D-7-es blokkban. Hasonlítsuk össze az átlagos értékeket: a korábbi robbantásoknál

a vizsgált robbantásoknál

aíoo

132 kg

157 kg

i

309 m

355 m

/

1,11 mm/s

0,79 mm/s

Ebből az összevetésből úgy tűnik, hogy a mostani robbantásokat gondosabban tervezték és végezték, aminek következtében a szeizmikus hatás mintegy 30 %-kal csökkent. (A távolságokban és a töltetnagyságokban mutatkozó kb. 15 %-os eltérések nagyjából kiegyenlítik a hatásbeli különbségeket.) 71


y= -0,OÖ1x+1,238*

3 0 0 3 6 0 4 0 0 4 5 0

500

550

600

650

700

táv olság [m]

4. ábra: Az általunk mért rezgések távolság-sebesség függése A két adathalmazt összehasonlítva megállapíthatjuk, hogy -

a töltetek száma és tömegének átlagértéke közel azonos, de a rezgési sebességek csak a felét érték el a korábbiaknak (ennek megfelelően a k tényező értéke is csökkent).

Ennek az eltérésnek az oka lehet, - hogy a mi műszerünk rendre kisebb értékeket mér, - az üzem jobban odafigyelt a robbantás kivitelezésére (esetleg a szokásostól eltérő technológiát alkalmazott), - ill. a mérési pontok voltak távolabb a robbantások centrumaitól. Az első feltételt máris elvethetjük, mert az egyik robbantási napon a megbízott szeizmikus szakember kérésünkre a mi 3. sz. geofoncsoportunknál állt fel. Az ő méréseinek átlaga: 0,89 mm/s, ezzel szemben ezen a ponton mi átlagosan 1,06 mm/s értéket regisztráltunk. Tehát a mi mérésünk volt a nagyobb (aminek az lehet az oka, hogy mi nem a talajon, hanem az épületek előtti kerítés beton lábazatán helyeztük el az érzékelőket.) 70


vizsgálata

Tehát nem meggyőző az a feltevés, hogy a töltetnagyság növelése egyértelműen a rezgési sebesség növelését eredményezi. Még bonyolultabb lesz a kép, ha az ugyanazon tömbökben (szelvényekben) végzett robbantásokat hasonlítjuk össze. Válasszuk például a C-6-os tömb (szelvény) 260-250 m Bf szintek közötti részét, ahol 200/360 kg robbanóanyaggal 0,55 mm/s-os, 180/360 kg robbanóanyaggal 0,44 mm/s-os, 80/220 kg robbanóanyaggal 0,66 mm/s-os és 80/160 kg robbanóanyaggal 0,51 mm/s-os, az átlagosnál jóval kisebb rezgéseket mértek. (Vk=0,54mrn/s:Qm=\?>5kg) Ugyanott egy másik napon 156/276 kg robbanóanyaggal 2,45 mm/s-os és 180/324 kg robbanóanyaggal 2,56 mm/s-os, az átlagosnál jóval nagyobb rezgéseket mértek. (Vn = 2,50mm/s;Qm = 168%), de az előbb azt is láttuk, hogy a töltetnagyságnak nincs számottevő befolyása.) Mielőtt további ellentmondásokat keresnénk, mutassuk be az általunk ellenőrzött 6 ill. 4 db robbantás mérési eredményeit. (A robbantásokat az 1. sz. ábrán mellékelt térképvázlaton megjelölt helyeken végezték. A mérések előbb az Alkotmány u. páratlan oldalán, később a páros oldalán felállított geofonok segítségével történtek. A mérőhelyeket is ezen a térképen láthatjuk.) Az általunk ellenőrzött 10 robbantás 5 x 10 = 50 mérési adatát a 4. sz. ábrán mutatjuk be. Ahhoz, hogy összehasonlíthassuk a korábbi 78 robbantással ezeket az adatokat, soroljuk fel a most elemzett paramétereket: 224 kg < XQ < 420 kg, átlagosan: 90 kg < Qioo < 180 kg, átlagosan: 7 db < N< 16 db, átlagosan: 310 m < 1 < 640 m, átlagosan: 0,16 mm/s < vx < 1,69 mm/s, átlagosan: 8 < k < 54. átlagosan:

308 kg. 152 kg. 10,6 db. 474 m. 0,77 mm/s. 29. 69


4 •

•

.

•

•

•

•

•

.

•

;

.

•

,

,

.

•

.

*""-'•-*.•'

Ä ItHJf-

3,5 3

,-V ;

2,5

I

•'^'-••'-"

} '"'••••'

-•

-••' ^

- . : • : •

._*•*_*_.

2

#

1,5

'•

1

»c

p

•

• • • •

• • .

• • / • •• ••%

0T5

0,020

0,040

0,050

• :

•

&

• • • §m: * .•

0,030

__

_• _.

*

•

•. :

;

.

* ^r-ji^;. •

0,060

0,070

,

^

;

^

.

•

f| 0,080

0,090

JZQU 3. ábra: Az üzemi rezgésmérési adatok-H Önkényesen nagy rezgésnek tekintettük a Vx > 1,5 • Vx - 2,16mm I s értékű és kis rezgésnek a Vx >0,5-F x =0,12mm/s

értékű

rezgéseket. 11-11 ilyen robbantást találtunk, átlagértékben: Vn =2£%mmls,ú\.

(146kg)

Vk = 0,52mm/s.(118kg) (Zárójelben az átlagos Qioo értékeket is feltüntettük.) Ezeket a számokat összevetve megállapíthattuk, hogy a „nagy" rezgéseket előidéző 11 robbantás átlagos töltete megegyezett a teljes mérési halmaz átlagos értékével. (A „kis" rezgéseket adó töltetek az átlagosnak a 80 %-át érték el.) 68


vizsgálata

Az a körülmény, hogy k < 50, arra enged következtetni, hogy a keszegi kőbánya környezete szeizmikusán nem túl érzékeny. Rendezzük át az ÁRBSz képletét k-ra: .

V-l

Ve' Ha a Vx értéket ^Q l\ függvényében ábrázoljuk és elfogadjuk azt, hogy k egy diszkrét érték, akkor valamennyi mérési pontnak egy, a k iránytényező által kijelölt egyenesen kellene lennie. Ezzel szemben a 2. ábrán bemutatott ponthalmazt kaptuk. Az ábrán a nagy szórás szembeötlő.

4

-..-.--

-. -

. .-

-

.-.

•

1

:

3,5 3

2,i3

•

. - -. ..

-.

_*..•_-• ..- -

...* .. •

2

•

1,5

• •

• • •

•

;

-

• t

—

-- • • —

t+l

^v*

>

*

•

--"*—

i

\

• •

•

~'i

—

•

v^

1 0,5

•

._

!

|

i

•

- " " — •

•—*--

1

o 0,0? 0

0,025

0,030

0,035

0,040

0,045

0,050

0,055 1 -\}Q

100

0,06 3

i

/ /

2. ábra: Az üzemi rezgésmérési adatok -1 Kíváncsiak voltunk arra, hogy van-e itt érdemben jelentősége a késleltetésnek (a minél több fokozat alkalmazásának)? Ezért ugyanezt az összefüggést az egy tűzben felrobbantott összes robbanóanyag (£Q) esetén is bemutattuk - hasonló eredménnyel (3. ábra). Látva a mérési adatok nagy szórását, kíváncsiak voltunk arra, hogy melyik robbantásoknál mérték a legnagyobb és melyeknél a legkisebb rezgéseket? 67


Elsőként az előző 1 év szeizmikus dokumentációját tekintettük át. Ez idő alatt 84 robbantást végeztek, de (előttünk ismeretlen okok miatt) csak 78 db robbantás szeizmikus hatását mérték. A rezgésmérés mindig 1 ponton történt, 3 komponens és az eredő kiírásával. Az ARBSz (Általános Robbantási Biztonsági Szabályzat) úgy rendelkezik, hogy a robbantás irányába eső komponens a mértékadó. Ezen 78 mérés adatainak feldolgozása során a következő eredményeket kaptuk: Az egy tűzben felrobbantott összes töltet mennyisége: 104 kg < XQ < 672 kg, átlagosan: 289 kg. Az egyidejűleg felrobbantott töltet mennyisége: 80 kg < Q,oo < 200 kg, átlagosan: 146 kg. Az egy tűzben felrobbantott töltetek száma: 4 db < N< 30 db, átlagosan: 10,6 db. A robbantás középpontja és a mérés helye közötti I távolság: 260 m < K 460 m, átlagosan: 320m. A mért rezgési sebesség: 0,44 mm/s < vx < 3,79 mm/s, átlagosan: 1,44 mm/s. Ez a sok mérés feljogosít annak az eldöntésére, hogy az alkalmazott robbantástechnológia ebben a környezetben nagyobb, vagy kisebb rezgéseket idéze elő, mint az átlagos körülmények között várható. Az ARBSz által előírt szeizmikus számítási képlet:

ahol a jelölések megegyeznek az előzőekkel. Pontosabban; a robbantás szeizmikus hatását jellemző k tényező értéke 9 < k < 91; átlagosan 39, vagyis kisebb a kőbányai robbantásoknál általánosan alkalmazott k = 50 értéknél. 66


vizsgálata

.ZB

\, íl ill

,

'• '••• • '."••

\ \

' "S ' 3""-" „..-Ei;- * "*. ,'

^-Ü-T« - ^"*-" ^"v.

:

"-' "- V H

'.L . '

-

'•--*Wtí

ß

•-•v&l'-T'l

KESZEG

''.& ••

ni •

••-• -•

....-

»»r-ííü-

/. á6ra: ^4 helyszínrajz

^ 2 * r * $ ^

Bonus G. - Buócz Z.

Ezeknek a kis távolságoknak egyszerű a magyarázatuk. Nem fektették le idejekorán a bányatelket, a község pedig - talán a bánya mielőbbi megszűnésében reménykedve - majdnem a bányaudvarig terjeszkedett -jogszerűen. Keszeg község akkor hívta fel magára a szakközönség figyelmét, amikor híre ment, hogy a bányából kirepülő kő súlyos kárt okozott a környezetben. Ezt az esetet a „hátrafelé" dobás hazai rekordjaként tartja számon a szakma. (A tervezett kivetés arányával ellentétesen 450 m-re eldobni egy kőzetdarabot valóban komoly teljesítmény.) És ahogy ez másutt is lenni szokott, ha már nincs gond a repeszhatással, „megnőnek" a gondok a szeizmikus hatással. Ha beigazolódik, hogy a robbantások szeizmikus hatása sem okozhat épületkárt, akkor a szállításra irányítanak össztüzet a környéken lakók. A legutóbbi vizsgálatunknál a szeizmikus hatás volt a közellenség. Feladatunk annak a bizonyítása volt, - hogy az üzemi robbantások nem okoznak épületkárt, -

ill. milyen technológiai megoldásokkal csökkenthető tovább a szeizmikus hatás.

A kőzetjövesztés üzemi feltételeiről A triász korú (dachsteini) mészkő termelése 4 db 8... 10 m magas szinten folyik. A szinteket a lakóházak alapozási szintje fölött alakították ki. Az átlagosan 2,65 t/m3 sűrűségű, 120 MPa egyirányú törőszilárdságú kőzetben a hang 2200...3300 m/s sebességgel halad. Ilyen kőzet ekkora tömegben (évi 350 et) gazdaságosan csak robbantással jöveszthető. A robbantások legnagyobb veszélyt a repeszhatással idézhetnek elő, de az ilyen alacsony bányafalaknál ez gondos munkával könnyen megelőzhető. A szeizmikus szempontból megengedett, ún. „egyidejűleg robbanó" töltet tömege Q = 200 kg. További szigorítás, hogy a községhez közeli bányarészeken Qx = 22,5 kg (!), vízszintes helyzetű töltetek használatakor Qxx = 90 kg. A bányaüzemet arra is kötelezték, hogy „a robbantáshoz legközelebb eső házas ingatlannál minden robbantás által okozott rezgést szeizmometerrel meg kell mérni". A méréseket külső vállalkozó végezte VMS 500 típusú mérőberendezéssel. 64


EGY LAKOTT TELEPÜLÉSHEZ KÖZELI KŐBÁNYÁBAN VÉGZETT ROBBANTÁSOK SZEIZMIKUS HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA Dr. Bohus Géza egyetemi docens, a műszaki tudomány kandidátusa

Dr. Buócz Zoltán egyetemi docens, a műszaki tudomány kandidátusa Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Tanszék

A Nógrád megyei Keszeg község külterületén jó minőségű mészkövet bányásznak. Ennek a kőbányának a művelése mindaddig nem okozott problémát, amíg azt a Pestvidéki Kőbányák Vállalat művelte, évi 100... 150 ezer tonnát termelve. A közeli váci cementgyár (annak idején Dunai Cementművek, ma DunaDráva Cement Kft. Váci Gyára) naszályi (sejcei) kőbányájában fejtett mészkövet nem tartották alkalmasnak mészgyártásra, ezért megvették a keszegi bányát és a letört mészkövet gépkocsikkal szállították be Vácra. A problémák ekkor jelentkeztek, főleg azért, mert az éves termelés időnként a 800 ezer tonnát is meghaladta, ami gyakoribb és nagyobb robbantásokat tett szükségessé, nem is beszélve a megnövekedett gépjármű-forgalomról. A bánya és a község egymáshoz viszonyított helyzetét az 1. ábrán érzékeltetjük. A térképen jól látható, hogy a bányatelek határához legközelebbi lakóház 30 mre, a müvelés alatt álló frontoktól 160.. .230 m-re áll.

63

Egy magyarországi széntüzelésű hőerőmű üzemelésének melléktermékeiből készült kompozit építőanyag

Irodalom [1] Kovács, F., Molnár, J., Valaska, J. and Gal, I. (2000), Chemical and Mechanical Characteristics of Hungarian Lignite Combustion Products, in 18th World Mining Congress, Coal Techniques Session, October 10, 2000, Las Vegas (U.S.A.). [2] Molnár, J., Dovrtel, G. (2000), Handling and Transportation of Lignite Ash in a Hungarian Power Station, Hydromechanization 11, International Innovation Seminar 2000, Magdeburg (Germany) [3] Kovács, F., Molnár, J., (2003), Basic Properties of Desulfurization Gypsum, Acta Montanistica Slovaca, Rocnik 8 (2003), cislo 1, pp. 16-19. [4] Kovács, F., Molnár, J., and Valaska, J. (2003), Chemical and Mechanical Characteristics of the Byproduct Gypsum Produced in a Hungarian LigniteFired Power Plant" in Ghose, A. K., Bose L. K., (eds.), Mining in the 21s' Century - Quo Vadis?, Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd., New Delhi (India), 2003 [5] Molnár, J.: Composite construction materials made of the byproducts of generating electrical energy, produced in a Hungarian coal-fired power plant. Mining and Sustainable Development, 20th World Mining Congress, Tehran (Iran), 2005. In proc. Mining and Sustainable Development, Geological Survey of Iran and National Geoscience Database of Iran, 2005, pp. 157-160.

61

Molnár J.

7. ábra: A gipszből, pernyéből és keverővízből készült kompozit próbatestek átlagos nyomószilárdsága (MPa) az alapanyag gipsz- és pernyetartalma függvényében

8. ábra: A gipszből, pernyéből és keverővízből készült kompozit próbatestek átlagos hasító-húzószilárdsága (MPa) az alapanyag gipsz- és pernyetartalma függvényében 60

Egy magyarországi széntüzelésű hőerőmű üzemelésének melléktermékeiből

készült kompozit

építőanyag

• . •• . < • • 1

• *

«

••

y?

^s'

.1

• •';

.

:*. •

• i

• «* •

0.2

0.4 0.6 az alapanyag keverék gipsztartalma (-)

0.8

5. ábra: A gipszből, pernyéből és keverővízből készült kompozit próbatestek hasítóhúzószilárdsága (&),) az alapanyag gipsztartalma (x) függvényében. A függvénykapcsolatot a <jf,=4,386-x+0,276 (MPa) lineáris regressziós függvény jellemzi, a korrelációs tényező r=0,86, a nyomószilárdság becslésének becsült hibája 0,355 MPa.

a keverék gipsz tartalma, x (-)

6. ábra: A gipszből, pernyéből és keverővízből készült kompozit próbatestek átlagos testsűrűsége (kg-m3) az alapanyag gipsz- és pernyetartalma függvényében 59

Molnár J.

i «

^

• • j

>lj' ^

v*i

: '.'

#1 i

!

0.4

U.i

az alapanyag keverék gipsztartalma (-)

3. ábra: A gipszből, pernyéből és keverővízből készült kompozit próbatestek testsűrűsége (p) az alapanyag gipsztartalma (x) függvényében. Afiiggvénykapcsolatot a p=772,6-x+777,6 (kg-m3) lineáris regressziós függvény jellemzi, a korrelációs tényező r=0,83, a sűrűség becslésének becsült hibája 69 kg-rn .

. .

#

<*Tí'

•

• • •• ' *. ^ A . •• *

#

• •

•

•

!w^

TÍ

•

•

: •

'•

0.4 0.6 az alapanyag keverék gipsztartalma (-)

4. ábra: A gipszből, pernyéből és keverővízből készült kompozit próbatestek nyomószilárdsága (<j„y) az alapanyag gipsztartalma (x) függvényében. A függvénykapcsolatot a a^l5,05-x+4,80 (MPa) lineáris regressziós függvény jellemzi, a korrelációs tényező r=0,66, a nyomoszilárdság becslésének becsült hibája 2,36 MPa. 58

Egy magyarországi széntüzelésű hőerőmű üzemelésének melléktermékeiből

készült kompozit

építőanyag

ibUU

1200

0~"

"' '»""

r

• • • •••

•

i

Öl

1

•

s

! 1

! „-..J ; '

J

.J

800

• •

o a,;

!!

í

H;

3

400

!

^

v -

- j

n

Ü.5

0.6 0.7 a gipsz-víz keverék gipsz tartalma, x(-

0.8

/. ábra: A gipszből és keverővízhől készült próbatestek testsűrűsége az alapanyag gipsztartalma függvényében

?A 20 •p

16

12

• •

• • t

0.5

0.6 0.7 a gipsz-víz keverék gipsz tartalma, x(-)

0.8

2. ábra: A gipszből és keverővízhől készült próbatestek nyomószilárdsága az alapanyag gipsztartalma függvényében

57

Molnár J.

A kétváltozós függvények a 6-8. ábrákon láthatók. Az ábrákon az x+y=\ egyenlettel meghatározott egyenesek értelemszerűen azon keverékek elméleti összetételét adják meg, melyek vizet nem, csak pernyét és gipszet tartalmaznak. Természetesen a két por száraz keveréke nem szilárdulhat meg. Azon keverékek, amelyeknek pontosan annyi volna a keverővíz tartalma, hogy az éppen fedezze a gipsz hemihidrát por sztöchiometriailag számított kristályvíz szükségletét, az y = 1-1,1862JC egyenes pontjai által kijelölt mennyiségű filterpemyét és gipszet tartalmaznának. A próbatestek készítésekor azonban azt tapasztaltuk, hogy ez a sztöchiometriai keverővíz mennyiség igen alacsony, eszközeinkkel a három komponenst nem tudtuk homogenizálni. Csak olyan keverékeket tudtunk előállítani, amelyek összetételét a "száraz" keverék határvonala alatti pontok jellemzik. Emellett azt is tapasztaltuk, hogy azok az alapanyagok, melyeknek a "híg" keverék határvonala alatti pontok adják meg a gipsz- és pernyetartalmát, igen hígak. Ezek még a zagy megszilárdulása előtt szétosztályozódtak, vizüket feladták, míg szilárd szemcséik egy része leülepedett. A testsűrűségre kis, mindössze 1-2 % értékű, viszont a nyomó- és a hasítóhúzószilárdságra jelentősebb szórás adódott.

A vizsgálat eredményei Az eredményekből meghatározható a szóban forgó kompozit alapanyagának, optimális gipsz- és filterpernye tartalma. Az optimális összetételnek (x,y) megfelelő pontok, melyekre a nyomószilárdság a lehető legnagyobb, egy egyenes szakaszon helyezkednek el, mely a "száraz" keverékek határvonala mellett, attól közvetlenül balra húzódik. A rajta fekvő pontokhoz 14-15 MPa nyomószilárdság tartozik. Ha a pernyetartalom j/=0-ról 0,2-0,25-re nő, miközben a gipsztartalom x=0,60-0,65-ről 0,40-0,45-re csökken, a nyomószilárdság nem változik számottevően. Ez gazdasági szempontból jelentős, és egyben mérsékeli a kompozit előállításának fajlagos energiafelhasználását. A gipsz jó hőszigetelő, különösen akkor, ha megszilárdult állapotban porózus szövetű. Porozitása egyszerűen növelhető azáltal, hogy a keverővíz mennyiségét megnöveljük, és egyidejűleg mintegy 10 %-kal csökkentjük a szilárd rész tartalmát. Ez természetesen a szilárdság bizonyos mértékű csökkenésével jár. A vizsgált kompozit anyag, melynek szilárd alkotói a hőerőműi villamos energia termelés hulladék anyagai, alkalmasak előregyártott beltéri gipsz építőelemek, például gipszkarton lapok előállítására. A 6-8. ábrák szerint a legnagyobb nyomószilárdságú kompozitokra adódott a maximális testsűrűség és hasító-húzószilárdság egyaránt. 56

Egy magyarországi széntüzelésű hőerőmű üzemelésének melléktermékeiből készült kompozit építőanyag

a megszilárdult gipsz, szemcsés adalékanyaga a pernye. A kompozit előállításának energiaköltsége bizonyos mértékig csökkenthető azáltal, ha kevesebb gipszből és több pernyéből állítják elő. Ezzel a módszerrel nyilvánvalóan csökken a kompozit egységnyi tömegének előállításához kitermelendő mészkő őrleményének mennyisége is. A kompozit optimális összetétele nagymértékben függ a komponensek tulajdonságaitól. A vizsgálatainkhoz olyan filterpernyét használtunk, melynek maximális szemnagysága 0,15-0,2 mm volt. A gipszé 0,1 mm.

A kompozit optimális víz-, gipsz- és pernyetartalmának meghatározása A kompozit előállításához használt alapanyag keverék összetételét a hozzáadott gipsz, pernye és keverővíz tömegtörtjeivel jellemeztük. Az előbbi kettőt a továbbiakban x-szel és >>-nal jelöltük, mindkettő dimenzió nélküli mennyiség. Mivel az alapanyag a nevezett három komponensből áll, a keverővíz tömegtörtje értelemszerűen z =\-x-y, tehát csupán x-től és 7-tól függő érték, ezért fölösleges vele külön foglalkozni. Az összetételt három kritérium alapján optimalizáltuk. Ezek a jellemzők a megszilárdult anyag testsürüsége, nyomó- illetve hasító-húzószilárdsága voltak. Ez utóbbi értékét a kőzetmechanikában szokásos brazil-teszttel határoztuk meg. A kutatás szóban forgó szakaszában 321 darab hengeres próbatestet készítettünk a vizsgálatokhoz. A próbatestek átmérője 040 mm, magasságuk 60 mm illetve 20 mm volt attól függően, hogy nyomószilárdság méréséhez vagy brazil-teszthez készültek. Egyes próbatestek tisztán gipszből készültek, pernyét nem tartalmaztak. A gipsz közepes és lassú kötésűnek bizonyult, testsűrűsége megszilárdult állapotban viszonylag alacsony (1000-1500 kg-irf), nyomószilárdsága viszont jelentős mértékű (8-21 MPa), amint az az 1. és 2. ábrán látható. Az ábrák tanúsága szerint a testsűrűség szoros korrelációban van a gipsz tömegtörtjével a 0,57<x<0,65 intervallumban, míg a nyomószilárdság értékek még ebben a tartományban is nagyobb mértékben szóródtak. Hasonló jelenséget tapasztaltunk a megszilárdult gipsz mellett filterpernyét is tartalmazó kompozit testsűrűségére, nyomó- és hasító-húzószilárdságára is, ha egyváltozós függvényként, csak a gipsztartalom függvényében ábrázoltuk azokat (3-5. ábrák). Sajnos a nyomó szilárdság korrelációs tényezője nagyon alacsonynak bizonyult, ezért szükségessé vált az eredmények kissé alaposabb értékelése: két változó, a kompozit alapanyagának gipsz- és pernyetartalma (x és y) függvényében ábrázoltuk ugyanezen jellemzők átlagos értékét. 55

Molnár J.

Bevezetés Évente több millió tonna szénhamu keletkezik a magyarországi hőerőművekben. Sajnos ennek nagyobb része pernye, mely komoly környezeti problémákat okozna, ha nem választanák le a füstgázból, hanem közvetlenül a levegőbe engednék. A hamunak csak a kisebbik része salak. Továbbá évenként százezer tonna nagyságrendben képződik úgynevezett füstgáz kéntelenítési gipsz, mióta a környezetvédelmi előírások teljesítése céljából üzembe helyezték az első hőerőműi füstgáz kéntelenítő berendezést. Ilyen nagy tömegű ömlesztett anyag és a technológiai folyamatban azzal együtt keletkező ipari szennyvíz mozgatása, kezelése, elhelyezése és hasznosítása komoly feladatot jelent, akár műszaki, akár gazdasági, akár környezetvédelmi szempontból tekintjük.

A Bányászati és Geotechnikai Tanszék új képzési területei A Bányászati és Geotechnikai Tanszék hagyományos szakterületei, a bányaműveléstan, a kőzetmechanika, a jövesztés- és ipari robbantástechnika mellett újabbak jelentek meg az utóbbi másfél évtizedben. Ezek a környezetvédelem, valamint az építőanyagok és építőanyag ipari nyersanyagok kitermelése és vizsgálata. Ez utóbbinak keretében folyik hosszútávú kutatás a széntüzelési melléktermékek jellemzőinek meghatározására, alkalmazási területeinek felkutatására. Számos ipari hulladékanyagot, egyebek között különféle széntüzelésű hőerőműi hamukat, füstgáz kéntelenítési gipszet, zagytéren korábban elhelyezett hamut, cementgyári filterporokat vizsgáltunk meg. Eredményeink kutatási jelentésekben, tudományos cikkekben és doktori értekezésben is megjelentek.

Lignit pernye és füstgáz kéntelenítési gipsz, a kompozit alapanyagai A gipszet nemcsak beltéri habarcsok kötőanyagként és különféle díszítőelemek előállítására alkalmazzák elterjedten az építőiparban. Az utóbbi két évtizedben jelentősen megnőtt az előregyártott gipszkarton lapok felhasználása is. Nyilvánvaló, hogy ezek előállításának költsége mérsékelhető úgy, hogy bizonyos mértékig csökkentik a gipsztartalmát, és helyette tömött szövetű, finomszemcsés, olcsó anyagot adagolnak hozzá, például hőerőműi füstgázból leválasztott filterpernyét. Az ilyen kétkomponensű anyagot, melynek gipsz fázisa víz hozzákeverésével szilárdítható meg, szemcsés kompozitnak nevezzük. Kötőanyaga 54

A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 68. kötet, (2006) p. 53-6}

EGY MAGYARORSZÁGI SZÉNTÜZELÉSŰ HŐERŐMŰ ÜZEMELÉSÉNEK MELLÉKTERMÉKEIBŐL KÉSZÜLT KOMPOZIT ÉPÍTŐANYAG Prof. Dr. Molnár József egyetemi docens, Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Tanszék

Összefoglalás A lignit tüzelésű erőmüvekben minden évben jelentős tömegű pernye és füstgáz kéntelenítési gipsz keletkezik. E finomszemcsés anyagokat rendszerint ipari hulladékokként deponálják, és mindössze kis részüket hasznosítják különféle célokra. A gipszet elsősorban beltéri építészeti célú gipszkarton lapok gyártására, míg a pernyét főleg töltőanyagként vagy heterogén cementek hidraulikus kiegészítő anyagaként hasznosítják. Új alkalmazás lehet e két hulladék kompozit anyagként való felhasználása. A Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszéke egy hosszútávú kutatást végzett, melynek célja ezen kompozitok anyagok és alkotóelemeik műszaki jellemzőinek, főleg szilárdságának, testsűrüségének és különféle kémiai tulajdonságainak meghatározása volt. E tanulmány a vizsgált kompozit anyagok mechanikai tulajdonságait ismerteti az összetételük függvényében. Kulcsszavak: környezetvédelem, hulladék hasznosítás, pernye, füstgáz kéntelenítési gipsz, kompozit anyagok Abstract A huge amount of fly ash and flue gas desulfurizing (FGD) gypsum is produced annually in power plants as byproducts of generating electricity, using lignite as fuel. These fine-grained materials are usually disposed as industrial waste, and only a small part of them is utilized for different purposes. Gypsum is principally used for manufacturing wallboard elements for in-house applications, fly ash is usually utilized as filler and as hydraulic component of heterogeneous cements. Manufacturing composites of these components seems to be another new way of utilization. A long-term research is being performed at Department of Mining and Geotechnical Engineering at University of Miskolc (Hungary) in order to determine the basic characteristics of these materials. Its latest results are the mechanical characteristics of the composites in question, such as compressive and tensile strength as a function of composition. Key words: environmental protection, waste utilization, fly ash, byproduct gypsum, composite materials

53

Somosvári Zs.

Végső soron azt mondhatjuk, hogy a hatalmas gjoviki üreg megépítését a kedvező adottságokhoz - primer feszültségállapothoz - jól alkalmazkodó üregalak tette lehetővé.

IRODALOM [I] Bieniawski Z.T.: Determining Rock Mass Deformability: Experience from Case Histories. Int. J. Rock Mech. Min. Sei. & Geomech. Abstr. 15: 237-47. 1978. [2] Brown, E. T.-Hoek, E.: Trends in Relationships between Measured In.Situ Stresses and Depth. Int. J. Rock Mech. Min. Sei. & Geomech. Abstr. 15. 211215. 1978. [3] Haimson, B. C: The Hydrofracturing Stress Measuring Method and Recent Field Results. Int. J. Rock Mech. Min. Sei. & Geomech. Abstr. 15, 167-178. 1978. [4] Hoek, E. - Brown, E. T.: Practical Estimates of Rock Mass Strength. Int. J. Rock Mech. Min. Sei. & Geomech. Abstr. Vol. 34. No. 8. pp. 1165-1186, 1997. [5] Jaeger, J. C. and Cook, N. G. W.: Fundamentals of Rock Mechanics. London: Chapman and Hall. 1969. [6] Kayabasi, A. et. al: Predicting the Deformation Modulus of Rock Masses. Int. J. Rock Mech. Min. Sei. & Geomech. Abstr.40. 701-710. 2003. [7] Martin, C. D.: Stess, instability and design on underground excavations. Int. J. Rock Mech. Min. Sei. & Geomech. Abstr. Vol. 40(2004) 1027-1047 [8] Priest S.D. - Hudson, J.A.: Discontinuity Spacings in Rock. Int. J. Rock. Mech. Min. Sei & Geomech. Abstr. 13, 135-148, 1976. [9] Somosvári, Zs.: Komplex mérési eljárás geotechnikai feladatok megoldásához. Geotechnika'94 konf. kiadványa, p. 1-5. Ráckeve, 1994. [10] Somosvári, Zs.-Földesi, J.: Földalatti üregek állékonyságának meghatározása szeizmikus mérések alapján. ME Közleményei, Miskolc, A. sorozat, Bányászat 50. kötet, 147-161. 1995. [II] Somos vári, Zs.: A kőzetkörnyezet diszkontinuitásainak befolyása a geotechnikai feladatok megoldásánál. ME Közi., Miskolc, 50. kötet, 129-145. 1995.

52

Nagyméretű üregnyitások biztonsági kérdései

Végeredményben a főtepontra vonatkozóan R=0,3 redukciós tényezővel számolhatunk. A kőzettest egytengelyű nyomószilárdságát meghatározó redukciós tényezők az oldalpontban:

fy V V

K P' R

=

( 4000^1

p

*.=

Ka^ E

14953

) =

^_ = 51,5

= 0,65

0 58

R3(RMR = GSl)= 0,3 Végeredményben az oldalpontra vonatkozóan R=0,50 redukciós tényezővel számolhatunk. A kőzettest egytengelyű nyomószilárdsága a főtepontban acmaSs:=24 MPa, az oldalpontban acmass=40 MPa. Az üregállékonyság biztonsági tényezője a főtepontban

v. = — = 3,48 , 6,90 az oldalpontban 2,16 Az üregállékonyság biztonsági tényezője az üreg oldalában rendkívül jó, az üreg fötéjében viszont nem elegendően nagy, ezért a főte biztonságát beépített kőzethorgony-rendszerrel növelték. A világ legnagyobb közhasznú földalatti üregnyitását az alábbi tényezők tették lehetővé: - A csekély üregmélység és ezért csekély primer vertikális feszültség (a v =l,l MPa) - A kedvező primer horizontális feszültség (aH>o-v, K=4,2). - A primer feszültségekhez alkalmazkodó kedvező szélesség-magasság arányú üregalak (S/M=2,6). - A repedezettség szempontjából elég jó minőségű kőzettest (RQD^70-85 %, RMR^60-65). - Szilárdság szempontjából nem rossz minőségű kőzettömbök (ac=80 MPa). 51

Somosvári Zs.

Tehát a feszültség-hányadoshoz alkalmazkodó szélesség-magasság aránynak köszönhetően az oldalpontban ébredő tangenciális feszültség nyomófeszültség és ez a függőleges irányú feszültség nagyobb mint a primer vertikális feszültség, <7crv Ezért itt az üregnyitáskor jelentkező feszültségváltozás a kőzetrepedéseket zárja. A főtepontban alig nagyobb a horizontális tangenciális feszültség a primer feszültségnél, a(pmax>aH. Tehát az üreg körüli tangenciális szekunder feszültségek igen kedvezőek, nem sokkal nagyobb nyomófeszültségek mint a primer feszültségek. Az üreget befogadó kőzettestre RQD=70-85 %, értékek jellemzőek, amelyek jó minőségű kőzettestet jellemeznek. Ezeknek az értékeknek RMR^60-65 felel meg. A kőzettest repedezettsége szempontjából tehát kedvező a helyzet. A laboratóriumban mért szilárdsági jellemzők: - egytengelyű nyomószilárdság G C =63-94 MPa, (80 MPa) - rugalmassági modulus E=51,5GPa - modulus viszonyszám E/ac=547-817 - Poisson-tényező v=0,21 A laboratóriumi vizsgálatok a kőzettömbökre vonatkozóan nagy modulus viszonyszámot adnak, az egytengelyű nyomószilárdság viszont csak közepes mértékű. A kőzettömbök minősége szempontjából nem kedvezőtlen, de nem is a legkiválóbb a helyzet. A kőzettömbök szilárdsági paramétereinek redukálását a kőzettestre a szeizmikus sebességek alapján, továbbá a rugalmassági ill. deformációs modulus alapján, vagy RMR alapján végezhetjük el. Külön kell foglalkoznunk a főteponttal és külön az oldalponttal, mert a főtepontnál Emass=20 GPa, míg az oldalpontnál Emass=30 GPa jellemző és ez lényeges eltérés. A főtepontban Emass^20 GPa, ezzel együtt RMR^óO, Vp=3000 m/s paraméterek jellemzőek. Az oldalpontban Emass=30 GPa, ezzel együtt RMR-65, Vp^4000 m/s paraméterek jellemzőek. A kőzettest egytengelyű nyomószilárdságát meghatározó redukciós tényezők a főtepontban:

f3000Y *i

=

v.,

14953

pt J

E

51,5

R2(RMR = GSl) = 0,20 50

= 0,37


Az üreg elhelyezkedését és a számított feszültségtrajektóriákat a 3.1. ábra mutatja. Miért lehetett sikeres a 61 m fesztávú (szélességű) 91 m hosszúságú, 25 m magasságú gjoviki üreg megalkotása, amikoris jó, de nem a legkiválóbb minőségű kőzettestben épült meg ez az üreg? Az üreg szélesség-magasság aránya S/M=2,58, az üregalak közel ellipszis szelvényű. Az üreg külszín alatti mélysége 25-52 m, átlagmélység kereken z=40 m. Ebben a mélységben p=2,7 g/cm3 testsűrüséggel számolva a vertikális primer feszültség a v =l,08 MPa. Ez a feszültség a kis mélység miatt csekélynek számít. Vertikális extenzométerek 0-15

E=20 GPa

* -

*

.

0*00

-

0+15 4

-

....

'•î too E=30GPa í A í ^ T í w a s í T O s j p a e •a* t v *

* + •*" -+- •+•

E-40 GPa —jj

2Q-

:::i 40

60

Távolság [tn]

3.1. ábra. Feszültség-trajektoriák a gjoviki üreg körül Az „in situ" feszültségmérési eredmények azt mutatták, hogy az üreg mélységében a horizontális primer feszültség
=6,90 MPa

Az üreg oldalpontjában ébredő tangenciális szekunder feszültség: o,min=2,0av=2,16MPa 49

Somos vári Zs.

A tervezés kezdeti fázisában legfontosabb az volt, hogy információt kapjanak primer kőzetfeszültségekről ebben a térségben. Emiatt kőzetfeszültség méréseket végeztek overcoring módszerrel az egyik közeli üregből. A mérések kedvezően nagy horizontális főfeszültségeket mutattak. Továbbá laboratóriumi méréseket végeztek kőzetmagokon. Végrehajtottak egy átfogó geológiai térképezést is a már létező alagutakban és üregekben. A kőzettest prekambriumi gneiszből áll a gránittól a dioritig terjedő összetétellel. Egy átlagos szemcseméret 0,5 mm a kőzetben. A kőzet részben tektonizált, a mikrotörések durva felületűek, szabálytalanok, változatos irányúak. A repedezettségi gyakoriság talán magasabb mint a norvégiai alapkőzetben általában. Folyamatosabb repedések több méteres repedési távolságokkal főleg a szürke dioritos gneiszben voltak találhatók. A kezdetben rendelkezésre álló adatokra támaszkodva három különböző numerikus modellt alkalmaztak, hogy elemezzék a feszültségeloszlást és a deformációkat az üreg körül. A különböző numerikus elemzések eredményei azt mutatták, hogy az üreg stabilitása megfelelő és csak hagyományos biztosítási eljárásokra (kőzetcsavar és lőttbeton) lesz szükség a megfelelő üregállékonysághoz. A második kutatási fázisban szeizmikus vizsgálatokat végeztek öt metszetben. Viszonylag alacsonyak voltak a mért szeizmikus sebességek, 3600-4500 m/s értékűek (a laboratóriumi átlag 4953 m/s). Néhány térség, amelynek a sebességei 3000-3500 m/s között voltak töredezettebb kőzettömeget tartalmazott, nem pedig gyenge zónákat vagy vetődéseket. Ezt később magfúrásokkal és tomográfiával is megerősítették. A magok kőzetosztályozása RQD = 50-90 % értéket mutatott kb. 70 %-os átlaggal. További feszültségméréseket végeztek a külszínről hidraulikus kőzetrepesztéssel azért, hogy a korábbi overcoring tesztek eredményeit igazolják. Ezeknek az új méréseknek további előnye az volt, hogy megmérték a primer feszültségeket az üreg területének központi részén, távol a már létező üregek hatásától. Ezek a mérések azt mutatták, hogy

ahol:

CTV- vertikális feszültség, CTH- nagyobbik horizontális feszültség, ah - kisebbik horizontális feszültség.

A kőzettestre Emass=20-30-40 GPa-os deformációs modulusokat állapítottak meg. A kőzettestre jellemzően cmass = 0,3 MPa kohéziót és és Omass = 45° belső súrlódási szöget vettek figyelembe a modellezésnél. 48


A vizsgált kőzetkörnyezet természeti ("in situ") állapotának, fíziko-mechanikai állapotjellemzőinek megismerése a cél. Erre vonatkozóan általában korlátozottak a közvetlen helyszíni mérési lehetőségeink. Ugyanakkor laboratóriumban kis kőzetmintákon sokoldalú kőzetmechanikai mérések végezhetők statikus, vagy dinamikus terheléseknél. A Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszékén a Geofizikai Tanszék közreműködésével (témavezető prof. SOMOSVÁRI ) kifejlesztettünk egy komplex mérési és kiértékelési eljárást, amely a fent jelzett probléma megoldására alkalmasnak. Az eljárás lényege az, hogy a szokásos laboratóriumi kőzetmechanikai méréseken túlmenően laboratóriumban a vizsgált kőzeten akusztikus hullámterjedés sebesség méréseket végzünk, majd a hullámterjedési sebesség méréseket a vizsgált kőzetkörnyezet természetes állapotában is elvégezzük mintegy átvilágítva a kőzettestet. A mérések: -

kőzetmechanikai paraméterek meghatározása laborban, akusztikus sebesség mérések laborban, szeizmikus sebesség mérések "in situ", repedezettségi kőzetjellemzők (RQD, GSI), primer feszültségmérések a kőzettestben

együttes értékelése lehetővé teszik a természeti állapotra jellemző mechanikai kőzetparaméterek helyfüggő meghatározását. A módszert, amelyet később ME-módszernek neveztünk el sikeresen alkalmaztuk 1994 előtt több földalatti bányászati feladat megoldásánál, majd a pécsi a-vágatban a nagyaktivitású radioaktív hulladékelhelyezésre irányuló kutatásoknál, legutóbb pedig a kis- és közepes radioaktivitású hulladékok elhelyezését célzó üveghutai gránittest értékelésénél.

3. Egy nagyméretű üregnyitás jellemzői Norvégiában mélyítették a világ legnagyobb közhasznú földalatti üregét. Érdemes ezzel az üregnyitással, ennek körülményeivel közelebbről megismer kedni és bemutatni a fentebb tárgyalt vizsgálatokat. Norvégia (Lillehammer) rendezte 1994. februárjában a XV11. téli olimpiai játékokat. 1989-ben határozták el, hogy egy jégkorong csarnokot Gjovik városában kellene megépíteni a föld alatt. A gjoviki olimpiai földalatti csarnok 1993. májusában, 27 hónappal a tervezés megkezdése után nyílt meg. A csarnok 61 m széles, 91 m hosszú és 25 m magas, a világon a legnagyobb közösségi használatú földalatti üreg. 47

Somosvári Zs.

Régi törekvés a kőzetmasszívum diszkontinuitásainak jellemzése. Geomechanikai szempontból az RQD (DEERE, 1964) mutató bizonyult elfogadott és ma is használt egyik repedezettségi jellemzőnek 0-100 %-os skálájával. Később összesen 6 paraméter alapján az RMR (BIENIAWSKI, 1976) mutató is széles körben elterjedt 0-100 pontos skálájával. Ez a mutató is lényegében a kőzetrepedezettséget jellemzi, de mivel egyik paramétere a laboratóriumban mért, kőzettömbre vonatkozó egytengelyű nyomószilárdság, ezért az RMR-t a kőzettest általános minősítésére gondolták használni. Olyan irányban is elfajult aztán az irodalomban nyomonkövethető kutatás, hogy csak a repedezettség fontos és csupán repedezettség alapján próbálták a repedezett kőzettest mechanikai jellemzőit megbecsülni, a kőzettömbökre vonatkozó laboratóriumi vizsgálatok nélkül. A repedezett kőzettest kőzetmechanikai alapokon álló, elvileg helyes értékelését HOEK-BROWN (1980-) munkásságától számíthatjuk. Ez az értékelés laboratóriumi triaxiális nyomószilárdság vizsgálatokon alapul. Meghatározza a kőzettömbre jellemző tönkremeneteli határgörbét, amely a ai-a 3 síkon egy olyan parabola, amelynek tengelye a ai=a 3 egyenes. Aztán az RMR mutató figyelembevételével a CTra3 síkon (igaz eléggé szubjektív módon) a kőzettömbre vonatkozó határgörbét a repedezett kőzettestre redukálja. Később (1994) az RMR repedezettségi mutatót a GSI repedezettségi mutatóval helyettesítették. A GSI valóban a repedezettséget jellemzi mennyiségi és minőségi szempontból is. Elvileg ez a módszer teljesen helyénvaló, hátránya viszont, hogy eredményei közvetlenül mérésekkel nem ellenőrizhetők, mert a repedezett kőzettest szilárdsági paraméterei (cmaSs, mass, Gemäss •••) nem mérhetők meg. Tanszékünkön 1991-től kezdve (1994-ig OTKA kutatás keretében) foglalkozunk a témakörrel. A kialakított módszer alapja a rugalmassági modulus (E), amely laboratóriumban és „in situ" állapotban is mérhető statikus terheléssel és szeizmikus (geofizikai) módszerrel is. A laborban akusztikus mérésekkel kőzetmintákon meghatározott rugalmassági modulust dinamikus rugalmassági modulusnak (Ed), a természetben („in situ") meghatározott rugalmassági modulust szeizmikus rugalmassági modulusnak (EsejS) nevezzük, EseiS<Ed. A laborban statikus terhelés alatt meghatározott rugalmassági (Young) modulus (E), a repedezett kőzettestre jellemző statikus deformációs modulus (Emass), Emass<E. Igazak az alábbi relációk: A kőzettest repedezettsége, tagoltsága kérdésénél nemcsak a repedések sűrűségét és állapotát jellemző mérőszámokra vagyunk kíváncsiak, hanem magára a kőzettest állapotra. Nem mindegy, hogy az adott repedezettség fellazult, vagy összenyomott állapottal párosul. Ezért kívánalom a kőzettest állapotának meghatározása olyan mérési módszerrel, amely fizikai alapokon nyugszik. 46


A 1.5. ábrán a repedezett közettest tönkremeneteli határgörbéjét, a primer feszültségállapotot és az üregnyitások hatására különböző feszültség-utak mentén létrejött feszültségváltozásokat ill. szekunder feszültségállapotokat látunk kőzettönkremenetelkor. Ennek az ábrának az előállítása rendkívül sok közetmechanikai mérés elvégzését feltételezi.

2. A repedezett kőzettest tönkremeneteli határgörbéje Az 1.5. ábrán a arî, síkon feltüntetett, a repedezett kőzettestre, kőzetmasszívumra vonatkozó tönkremeneteli határgörbe meghatározása számos laboratóriumi- és „in situ" kőzetmechanikai mérés és számítás elvégzését kívánja. Ugyanúgy a kiinduló primer feszültségállapot meghatározása is „in situ" méréseket kíván.

7.5. ábra: Üregnyitás által indukált feszültségpályák a Oi/acmass- o3/0cmass síkon 45

Somos vári Zs.

v, =

cmax A c,

2T
-o%

Itt a maximális nyírófeszültséget hasonlítják (ai+a3)/2 helyen érvényesülő nyírószilárdsághoz. így v3l, amely elfogadhatatlan. Ha azt a kritériumot támasztjuk a biztonsági tényezőkkel szemben, hogy minden esetben (tangenciális nyomófeszültségeknél és tangenciális húzófeszültségeknél is) azonos megbízhatósággal legyenek alkalmasak az értékelésre, akkor a hagyományos biztonsági tényezőt (vi) kell alkalmaznunk.

Törési határgörbe

1.4. ábra: Biztonsági tényezők (vj, V2, v3) húzóigénybevételnél Egy üreg esetében az üreg kontúrja mentén alakulnak ki a legkisebb biztonsági tényezők, ezért itt kell részletesen vizsgálódni. Több egymáshoz közeli üreg esetében nem elegendő az üregek kontúrján vizsgálódni, hanem az üregek közötti kőzettartományokban, a kőzetpillérekben is vizsgálódni szükséges, itt is meg kell állapítani a biztonsági tényezőt. 44


tmass tmass

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5

vl

v2

00

00

00

5,0 2,5 1,67 1,25 1,00 0,83 0,71 0,62 0,55 0,50 0,40

5,0 2,5 1,67 1,25 1,00 0,83 0,71 0,62 0,55 0,50 0,40

9 4 2,34 1,5 1,0 0,66 0,42 0,24 0,1 0,0 -0,2

-°3

Törési határgörbe

1

_ ~

(j

1.3. ábra: Biztonsági tényező (v3) értelmezése Az irodalom találkozhatunk a biztonsági megfogalmazásával is a 1.3. ábra szerint, amikor

tényező

egy

harmadik 43

So mos vári Zs.

Amíg a V] biztonsági tényező a normálfeszültségek alapján fejezi ki a tönkremenetellel szembeni biztonságot, addig a v2 biztonsági tényező a nyírófeszültségek alapján fejezi ki ezt. Lineáris tönkremeneteli határgörbénél: Ima*

3/Mfrt

—!

2

+ 2c

ctg é mass

sin émass

o Ymass

"•"*Y>

)

ahol: Cmass - a kőzettest kohéziója. Ezzel a biztonsági tényező: (n Vn

=

cr, -cr. Ha az üreg kerületén vizsgálódunk, ahol G 3 = 0 és Gi>0 tangenciális nyomófeszültség érvényesül, akkor a biztonsági tényező: {

v>

2c 1 ,

ctgó mass

^

o Y mass

« " ^ « B

^1

2c

Itt is igaz, hogy v2
tmass

G 3 <0

tangenciális

1 l

~

-°"3 Az üregfelületen tangenciális szekunder húzófeszültségek esetén (a 3 <0, ai=0) összehasonlítjuk az előbbiekben tárgyalt két biztonsági tényezőt az alábbi táblázat alapján. A táblázat mutatja, hogy atmass/-a3=l esetében vi=v 2 =l,0 , egyébként lényeges az eltérés, előbb v2>Vi, majd v2

Ha az üreg kerületén vizsgálódunk, ahol G 3 =0 és 0\ >0 tangenciális nyomófeszültség érvényesül, akkor a biztonsági tényező: v, = Ha az üreg kerületén vizsgálódunk, ahol Gi=0 és o3<0 tangenciális húzófeszültség érvényesül, akkor a biztonsági tényező: CT,

Törési hatargörbe [A

\nrnax

1.2. ábra: Biztonsági tényező (v2) értelmezése Az 1.2. ábra is bemutatja a G-T és (5\-<5i, síkon a kőzettest tönkremeneteli határgörbéjét és a vizsgált kőzetpontban mutatkozó GUCT3szélső szekunder feszültségek által meghatározott feszültségállapotot. A továbbiakban a (a3+ai)/2 átlagos föfeszültség változatlansága mellett meghatározzuk azt a (a3mm+Gimax)/2 értéket, amely kőzettönkremenetelt idéz elő. Ezzel a biztonsági tényező az 1.2. ábra jelöléseivel: max

1 max

3 min

CT,

Ez a biztonsági tényező kisebb mint az előbbi, v2
Somos vári Zs.

1 li 1

Törési határgörbe _

B

1.1. ábra: Biztonsági tényező (vj) értelmezése Az 1.1. ábra aCT-Tsíkon és Gi-a3 síkon bemutatja a kőzettest tönkremeneteli határgörbéjét és a vizsgált kőzetpontban mutatkozó, <Ji, G3 szélső szekunder feszültségek által meghatározott feszültségállapotot. A továbbiakban a kisebbik fő feszültség (a 3 ) változatlansága mellett meghatározzuk azt a aimax feszültséget, amely kőzettönkremenetelt idéz elő. Ezzel a biztonsági tényező az 1.1. ábra jelöléseivel v, =

B B

Ez a biztonsági tényező hagyományos értelmezése. Lineáris tönkremeneteli határgörbénél:

B 1 max

„„,„..

émass

3

(|)mass

-<**<"' 45° +• •• L o 2 J v

ahol: ^mass- a kőzettest egytengelyű nyomószilárdsága, masS- a kőzettest belső súrlódási szöge. Ezzel a biztonsági tényező: <7

v, =

40

+ B,

cmass

iprnass 3

ö",


NAGYMÉRETŰ ÜREGNYITÁSOK BIZTONSÁGI KÉRDÉSEI

Prof. Dr. Somosvári Zsolt egyetemi tanár, intézetigazgató Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Tanszék

A nagyméretű földalatti üregek (alagutak, radioaktív hulladéktárolók, földalatti erőművek üregei, ...) telephelye legtöbbször nagyszilárdságú repedezett kőzettestben foglal helyet. A tervezés során számos elméleti vizsgálatot, laboratóriumi és „in situ" mérést kell elvégezni üregállékonyság biztonságának megítélése érdekében. A magyar kőzetmechanikai kutatás hagyományainak (ESZTÓ P.-ZAMBÓ J.RICHTER R. munkássága) megfelelően a felmerülő gyakorlati kérdésekre csak szilárd elvi alapokon álló módszerek alapján válaszolhatunk.

1. Az üregállékonyság biztonsági faktorai A repedezett kőzettest belsejében tervezett üreg körüli szekunder feszültségállapotot pontról-pontra szükséges összehasonlítani a repedezett kőzettest szilárdságával és biztonsági tényezőt kell meghatározni a tönkremenetel szemben. A biztonsági tényező megfogalmazásánál különböző elveket alkalmazhatunk.

39

Gy. Szarka

The Visonta power station of Mátra Power Plants is fired with lignite from Visonta and Bükkábrány as fuel. Flue gases and solid residues are also formed in combustion. In the operation of the flue gas desulphuriser, REA-gypsum and water are formed. The solid grains falling down gravitationally from the combustion area is slag, fly-ashes detach themselves on the ECO and Ljungström air heaters, and filter fly-ashes can be separated electrically from flue gas flow. In the operation of the flue gas desulphuriser, REA-gypsum is formed. Slag, ECO- and Ljungström fly-ashes get to the fly-ash tank in the transportation pipeline by washing away with water while filter fly-ashes get there in the fluidisation pipeline. These combustion products get to the pulp reservoir in the form of homogeneous thick pulp (1:1 solid:water ratio) in a pipeline after precipitation, partial dewatering and mixing with dry fly-ashes. In the flue gas desulphuriser opened in 2000, the REA-gypsum (CaS04) formed after the binding of sulphur dioxide (S0 2 ) gets to the Ozse valley pulp reservoir together with solid combustion products. The main research objective is to investigate what extent of dusting out occurs after the solidification of power plant combustion products in the pulp reservoir and to what extent the material detached from the surface is a burden for the pulp reservoir environment. Naturally, the current objective is to investigate how and to what extent the getting into the spoil area of REA-gypsum formed in flue gas desulphurisation influences the dusting out of the materials stored there. The pulp that gets into the reservoir loses the great majority of the water which acts as transporting medium: water seeps away and mixes with groundwater, residual water evaporates from pulp surface due to atmospheric influences (sunshine, wind) and the pulp gets solidified. From the surface of the dried sludge, grains are removed due to the effect of airflow and other factors. There are three characteristic types of their movement: rolling, bouncing and floating. The primary cause of these three types of removal is the erosion (deflation) caused by airflow (wind). However, for investigation purposes the three movement types cannot be distinguished from one another. While floating is characteristic of smaller grains, rolling and bouncing are typical of the larger ones. As they collide, rougher grains are broken up and the smaller grains that are formed this way are already capable of floating. In this complex process, removal (rolling, bouncing) and dusting out (floating) appear together. Research investigations were performed in the laboratory of the Department of Mining and Geotechnology of Miskolc University. For it, pulp reservoir sample materials were provided by Mátra Power Plants Co. The ventilator of the test air tunnel provided adjustable air-speed as the airflow got to the sample tray placed in front of the pipe through a flow regulator. The 114

A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászai, 68. kötet, (2006) p. 113-118

DUSTING INVESTIGATION OF DEPOSITED SLAG-SCALE-REA GYPSUM MATERIALS Györgyi Szarka Asistant University of Miskolc, Faculty of Earth Science, Department of Mining and Geotechnology

Abstract The Visonta power station of Mátra Power Plants is fired with lignite from Visonta and Bükkáhrány as fuel. Besides the traditional residues of coal-firing (slag, ECO-, Ljungström and filter fly-ashes), the REA-gypsum produced in flue gas desulphurisation is also dumped in the pulp reservoir in Ozse valley with thick pulp technology. The objective of the research is to investigate what extent of dusting out occurs after dewatering and drying, and how the disposal of gypsum in the dumping place changes the extent of dusting out. The research performed at the Department of Mining and Geotechnology gave the following results: according to the individual investigation of traditional combustion by-products, at an airspeed of 6-12 m/sec, 0.1-6.5% of slag and filter fly-ashes, 0.8-49% of ECO fly-ashes and 10-85% of Ljungström fly-ashes are carried away. at an air-speed of 6-21.5 m/sec, 0.4-5.4% of the sample of the spoil area material compacted after the dumping (mixing) of REA-gypsum is carried away. The respective values for the rough fraction of the ground sample are 0.3-9.2% at an air-speed of 612 m/sec and 0.6-14% for the fine fraction at the same air-speed. at an air-speed of 8-12 m/sec, 50-60% of the 'slag-fly-ash mixture' is carried off while the spoil area material (surface) formed after the dumping (mixing) shows a 10-14% dusting out. it can be concluded that the dumping and storing of REA-gypsum in the spoil area together with combustion residues (slag, fly-ashes) considerably reduce dusting out in the pulp reservoir surface (to about one fifth). This paper is written regarding to the following research: OTKA 46909 sz.

113

Buócz Z. - Gál O,

Fenn kell tehát tartani a természeti erőforrások gazdaság által megkívánt szintjét és az egyéb erőforrásokat (K,L) új készletek feltárására, a helyettesítő termékek fejlesztésére kell fordítani. Általában nem helyeselhető, ha szabad piaci viszonyok között támogatásokkal beavatkoznak a folyamatokba, de pl. a megújuló energia hasznosításának a támogatása helyes gyakorlat, mivel hosszútávon segíthet az energiaellátás megoldásában. (Itt kell megemlíteni, hogy talán erre a támogatásra sem lenne szükség, ha az energiatermelés externális költségeit mindenütt megfizettetnék a piaci szereplőkkel, mert ez is meghamisítja a piaci viszonyokat.) A fenti gondolatok alapján arra a következtetésre kell jutnunk, hogy a fenntartható fejlődés elveire hivatkozó, a nyersanyagokkal mindenáron takarékosságra utaló véleményeket nem támasztják alá sem a történelmi tapasztalatok, sem az ásványvagyon-gazdálkodás elmélete és gyakorlata, sem a gazdasági elemzések. A fejlődést a termelés biztosítja, a termeléshez ásványi nyersanyagokra és energiára is szükség van, az elengedhetetlen innovációhoz pedig tőkére és emberi tudásra, amit csak egy harmonikusan fejlődő gazdaság tud biztosítani. Ne a takarékosság legyen tehát az első számú, mindent megelőző cél, mivel ez önmagában nem oldja meg a hosszú távú problémákat. Ahhoz teremtsük meg a feltételeket, hogy zökkenőmentes legyen az átmenet a különböző anyagok és energiahordozók váltásában. Ez éppen nem azt jelenti, hogy ésszerűtlenül lehet pazarolni, de a jövő generációk érdekeit az szolgálja, ha a rendelkezésre álló készleteket hatékonyan kihasználva a fejlődés lehetőségeit megteremtve gazdálkodunk. Legyen a jelszavunk: semmit nem nélkülözni, semmit nem pazarolni.

Irodalom [1] BÁRDOSSY GY.-LELKESNÉ: Gondolatok és kételyek Földünk szénhidrogénkészleteivel kapcsolatosan Magyar Tudomány 2006/1 [2] BÉKÉSI LÁSZLÓ et al: A természeti erőforrások gazdaságtana ésföldrajza,Budapest, Aula, 2003. [3] L. WEBER-G.ZSAK: World Mining Data Vienna/Wien éves kötetei 1995,... ,2003. [4] DR. FALLER GUSZTÁV-DR. TÓTH MIKLÓS: Bányagazdaságtan, Kézirat, Tankönyvkiadó, Budapest, 1991. [5] NÉMETH GÉZA: Messze még az olajkorszak vége, Népszabadság 2004. június 19. [6] VAJDA GYÖRGY: Energiapolitika, MTA, 2001. [7] PÁPAY J.:Kőolaj ésföldgáztelepekkitermelési eljárásai és azok hatékonysága Akadémiai székfoglaló, MTA, Budapest, 2004. november 23. [8] SZAKÁLY DEZSŐ: Innováció- és technológia menedzsment I. Bíbor Kiadó, Miskolc, 2002 112

Az ásványvagyongazdálkodás

kérdései a hosszú távú előretekintések

fényében

A természeti erőforrások szerkezet változását a készletek teljes kimerülését jóval megelőzően gazdasági kényszerek váltják ki, amint erről már szóltunk, elkezd növekedni az ár, ennek hatására emelkednek a határköltségek, ami a korábbiaknál drágábban termelő, rosszabb természeti körülmények között dolgozó üzemek termelését is lehetővé teszi, ill. a helyettesítő termékek fejlesztését váltja ki. Ez a folyamat elméletileg kisebb áringadozásokkal zajlik, mindaddig, amíg az adott természeti erőforrás használatára van igény.

60

BK3MÍS5?* 50

^

"\

^"""

-""" ^ ^ v

40

s

30

^ £ a ^

20

A

TC SÍ

\

x/ / \

/

/

J

íj

\ ml

^ v

\ /

10 _^.--" 0

1700

^.>^—~ t750

__SZÉL É5 ^ - E f f f R & j A _ _ _ _ 2 - : » l < ^ 7 , ; ; : C ^ 1900

'KŐ

1900

1950

^L ÍOOO

é v

5. £Í6ra: v4 v//ág becsült energiaszerkezete 1700 után Bekövetkezhetnek teljes váltások is, aminek eredményeként egyes anyagok teljesen kiszorulnak a piac egyes szegmenseiből (az 1960-as évek végén a '70-es évek elején Magyarországon elterjedten használták a gázolajat háztartási fűtőanyagként, a 90-es évek közepére teljesen kiszorult innen). Ha végig gondoljuk a történelmet, nem találunk olyan időszakokat, amikor valamely ásványi nyersanyag hiánya komoly gazdasági visszaesést váltott volna ki (bősége fellendülést annál inkább). A létfontosságú nyersanyag esetén az árstabilitás is többé-kevésbé megvalósul. A piacgazdaság körülményei között a termelés csökkenése a kínálati görbe meredekebbé válásával jár, a határköltség növekszik, alapvető fontosságú termékeknél a kereslet többnyire alig változik, szükségszerűen jelennek meg a helyettesítő termékek, stabilizálják ill. csökkentik az árakat. Amennyiben ezt az elemzést elfogadjuk, s a technikai fejlődés költségcsökkentő hatását is figyelembe vesszük, akkor valóban arra a következtetésre juthatunk, hogy a nyersanyag árak távlatilag nem nőnek (politikai hatásoktól és tudatos áreltérítéstől eltekintve). A törésmentes fejlődést tehát nem a mindenáron való takarékosság biztosítja, mivel ez tőke és emberi erőforrások kivonásával is jár, miközben a természeti erőforrás (T) is csökken, azaz a termelési függvény értéke [Q = f(K, L, T)] szükségszerűen csökken, azaz csökken a megtermelt anyagi javak mennyisége. 111

Buócz Z. - Gál O.

A harmadik szerző Hubbert amerikai geológus aki a kőolajkészletek korai kimerülésére hívta fel a figyelmet (1956). Az USA olajtermelésének előrejelzésére vállalkozott, s a termelés időbeli lefutását egy haranggörbével írta le. Ez helyes közelítés, abban az esetben, ha az igények állandóan nőnek, a készletek pedig végesek, minden egyéb valós ténytől, helyettesítéstől, technológiai fejlődéstől, árváltozástól stb. eltekintünk. Előrejelzése szerint az USA olajtermelése 1970 körül tetőzött volna, s ma már jelentős visszaeséssel kellene szembenézni. A helyzet valóban hasonlóan alakult, csak a termelési csúcs jó egy- másfél évtizeddel későbbre esett (4. ábra). Ennek természetesen nincs jelentősége a hosszútávú előrejelzést illetően. Azt természetesen nem lehet tudni, hogy az USA milyen mértékben tartalékolja a készleteit, mivel már a '80-as években utaltak ennek a biztonsági szükségességére és tudatosan növelték az importjukat. Amint látható a három szerző érinti a ma is vita tárgyát képező kérdéseket, amiről a dolgozatban is szóltunk, s ezekhez kapcsolódva, a felvázolt tényleges viszonyok és trendek alapján fejtjük ki azt a stratégiát, amit véleményünk szerint követni kell. Nem vezet eredményre az a stratégia, amit sokan hangoztatnak: közel a nyersanyag-termelési csúcs (különösen az olajtermelésben), s nagyon közeli a termelési visszaesés, a hanyatló szakasz, a gazdasági katasztrófa, erőteljes takarékosságra van szükség, ez biztosíthatja a fenntartható fejlődést. Végezzünk el egy gondolat kísérletet: felére csökkentjük a kőolaj fogyasztást, s a sokak szerint előre jelzett 40 év helyett 80 évre vannak készleteink. Amikor a kérdéssel foglalkozók arra szólítanak fel, hogy több tíz generációra előre gondolkodjunk, mit jelent 40 év haladék, alig több mint egy emberöltő? A kérdés másik oldala: ha egyik napról a másikra felére csökkentenénk a kőolaj fogyasztást, az olyan gazdasági katasztrófát okozna, amit a világ aligha viselne el. Ez tehát biztosan nem jelent hosszú távú megoldást. Helyette gondoljuk át azt a modellt, amit a nyersanyagtermelés eddigi története is bizonyít, az egymást helyettesíteni képes természeti erőforrások fokozatosan különösebb megrázkódtatások nélkül váltják egymást, s esetenként vissza is térnek magasabb szinten. A világ energiafelhasználásának változása pontosan tükrözi ezt a folyamatot, ahogy az egyes energiahordozók váltják egymást az időben, kiegyensúlyozottan, s valóban mindegyiknél jelentkezik a csúcs, ami azért nem tartalmaz évtizedeken át tartó egyenletesen magas szakaszt, mivel a világgazdaság tendenciájában egyenletesen nő, a lakosságszám ugyancsak emelkedik. Ilyen esetben tartósan egyenletes fogyasztási szint csak akkor alakulhat ki egy energiahordozó esetén, ha a szükséges fogyasztási növekedést a többi nyersanyag kitermelésének növekedése biztosítja. Az 5. ábrán az is látható, hogy a vízi energia és a szél energia használata reneszánszát éli, természetesen egészen más technológiai alapon, mint a korábbi századokban. 110



fényében

hazai szénbányászat gazdasági, politikai okokra visszavezethető csaknem teljes felszámolását követően valamikor nem kerül e sor a több milliárd tonnás készletek ismételt művelésbe vonására. Ma nem is sejtett hasznosítási lehetőségek nyílhatnak, ma elképzelhetetlen technikai megoldások alakulhatnak ki, ami ezeket a - merjünk bátran fogalmazni - időlegesen felhagyott széntelepeket újra termelésbe állítja. Lehetséges, hogy ez nem is energetikai hasznosítás lesz, hanem valami egészen más. Lehetséges, hogy amit tegnap és ma káros alkotóként kezeltünk (kén, ritkafémek, esetenként a metán stb.), az holnap kívánatos anyag lesz, s újra megforgatjuk a meddőhányókat érte, s újra nyitunk bányákat, esetleg teljesen más módszerekkel mint korábban. A lényeg tehát az, hogy nem kell feltétlenül arra törekedni, hogy az utolsó grammig kitermeljük az ásványi nyersanyag készleteket, ha egyáltalán értelmezhető az utolsó gramm fogalma. Ez, mesterséges feltételeket megfogalmazva lehet gazdaságilag optimális, de a valóságban biztosan nem az. Hartwick 1978-ban megfogalmazta, hogy a termelés és a fogyasztás szintje hosszú távon fenntartható, ha a természeti erőforrások kitermeléséből származó díjat, profitot az újratermelhető termelési tényezők - tőke, emberi erőforrások - , ill. az innovációk előállításába ruházzuk be. Ez a megállapítás egybecseng azokkal a tendenciákkal és észrevételekkel, amelyeket korábban leírtunk. Ezzel kapcsolatban a szakirodalomban a legfőbb ellenvetés, hogy növekvő népesség mellett ez a szabály nem érvényesül.

600 500 400 ^300 200 100 0 \-

1940

- -!- - - ----

1950

1960

-f--

1970 £ v 1980

-J

--i 1

990

2

°0°

2010

4. ábra: Az USA olajtermelésének alakulása

109

Buócz Z. - Gál O.

Amint már említettük az ásványi nyersanyagok fogyása kényszerűen az árak emelkedésével jár, ami hármas hatást eredményez: •

a nagyobb haszon és a magasabb árak arra késztetik a termelőket, hogy új lelőhelyek, készletek után kutassanak, van rá pénz és van remény a nagyobb haszonra, új bányák megnyitására is sor kerülhet,

•

a magasabb árak másik következményeként megnő a helyettesítő termékek gazdaságos termelésbe vonásának reménye, ezért felgyorsulnak az erre irányuló fejlesztések,

•

erősödik a takarékossági hajlam, illetve az újrahasznosítási törekvés.

A fentiek hatására a növekvő termelés és a csökkenő kereslet árcsökkenést eredményez, a földtani és a műszaki kutatás mértéke csökken, az innováció stagnál, a takarékossági hajlam csökken stb. Ez természetesen nem jelenti azt, hogy a kedvező hatások teljesen megszűnnének, vagy visszájára fordulnának, kedvezőbb fogyasztási struktúra alakul ki, takarékosabb eszközök honosodnak meg, stabilizálódik az újrahasznosítás ipari, technológiai háttere stb. Később a ciklusok ismétlődnek minden esetben a korábbinál hatékonyabban. Az ásványvagyon-gazdálkodás és a természeti erőforrások kérdéseiről szóló gazdasági elemzők többnyire három kutató elméleteire hivatkoznak, amikor az előrejelzéseiket és a követendő stratégiát megfogalmazzák. Hotellingl931 -ben vezette le az alábbi szabályt: a természeti erőforrások diszkontált jelenértékű árának optimálisan minden időpontban ugyanakkorának kell lennie. Egy erőforrás kitermelése akkor hatékony ha a társadalmi diszkontrátával diszkontált ára minden időpontban ugyanakkora. Ebből kiindulva (mivel az ár a fentiek alapján folyamatosan nő az időben, az a cél, hogy az ásványi nyersanyag teljes kifogyása essen egybe a maximális nyersanyag árral és a kereslet zérusra csökkenésével. Ez a közelítés feltételezi, hogy új készleteket nem fedeznek fel, a készletek végesek, a műrevalóság változásával, helyettesítő anyagokkal nem számol. A tanulmány első felében írottak alapján megállapíthatjuk, hogy ezek a feltételek mesterségesek, s különösen olyan esetben kezelhető nehezen, amikor nagyon hosszú távra, több tíz generációra kívánják kiterjeszteni. Az ásványvagyongazdálkodás egyik alapelve, hogy a ki nem termelt ásványvagyont olyan állapotban kell megtartani, hogy az utódaink hozzáférhessenek, és szükség esetén kitermelhessék. A bányászat törekszik is erre, hiszen a termelés, a művelés során számtalan esetben kell különböző okok miatt a telepek egyes részeit visszahagyni (védőpillérek, vízveszély, földtani, technikai problémák, bányaműszaki okok miatt, gyenge kitermelési hatásfok), de ez nem jelenti, hogy örökre lemondanánk a készletekről. Ki meri ma kijelenteni, hogy a 108



fényében

World Mining Data évkönyveire támaszkodva, valamint a népességszám alakulását.

11000 10000

y = 79,024x -148408 R2 = 0,8657

termelés

9000

1 I

8000 y = 81.256x-156428 R2 = 0.9994

7000

népesség

6000 5000 1

4000 1980

1985

1990

idő

1995

2000

2005

3. ábra: A világ bányászati termelése és a népesség alakulása A diagram alátámasztja a fentebb leírtakat, s mellékesen jól jelzi azt a gazdasági válságot, amit a szocialista tábor szétesése okozott (1990 utáni szakasz). A válságból történő kilábalás is jelez megfontolandó tapasztalatot, a növekedés meredeksége nem éri el a 80-as évek végének trendjét, ami remélhetőleg a volt szocialista országok hatékonyabb anyag és energia hasznosítását tükrözi. Az utolsó fellendülésnél (2000-től) a népesség növekedés mértéke elmarad a nyersanyagok kitermelési ütemétől, szeretnénk remélni, hogy ez a harmadik világ felzárkóztatását jelzi, de félő, hogy nem erről van szó, amit jelez, hogy a kiegyenlítő egyenes meredeksége alapján, évtizedes léptékben gyorsabban nő a népesség, mint a termelés.

Értékelés Számbavettük azokat a tényezőket, amelyek véleményünk szerint jelentősen befolyásolhatják a jövő anyag és energia felhasználását, s ezen ismeretek birtokában a követendő magatartásról, arról a stratégiáról kell szólnunk, ami hosszú távon teszi lehetővé az emberiség fejlődését, (a fenntartható fejlődést).

107

Buócz Z. - Gál O.

Az innováció hosszútávú előrejelzésének a teljes bizonytalanságát érezzük a leginkább meghatározónak az erőforrások használatának előrejelzésében. Arra kell gondolni ilyen esetben, hogy pl. 1800-ban, mit jeleztek volna előre 200 évre, ha akkor valaki ezzel a kérdéssel foglalkozik, mit tudtak akkor az atom szerkezetéről, az elektromosságról, a radioaktivitásról, hogy csak néhány alapvető később meghatározó kérdésről szóljunk. Ma sokat beszélünk, de még mindig keveset tudunk az elemi részecskékről, az antianyagról, a nullponti energiáról, lényegében véve nem tudjuk mi a gravitáció, új és új elméleteket (hipotéziseket) alkotnak a világegyetem szerkezetére stb. Felelőséggel ma nem lehet arra vállalkozni, hogy 200 évre előre jelezzük pl. azt, hogy milyen források biztosítják az emberiség részére a szükséges energiát. Feltehetően nem kőolaj, nem szén és nem fa, függetlenül a rendelkezésre álló készletektől.

11. Újrahasznosítás Az anyag takarékosságnak van egy ugyancsak nem elhanyagolható mozzanata az újrafelhasználás, amelynek során egyes eszközök, berendezések, termékek többszöri felhasználása valósul meg. Jelenleg ez leginkább a csomagoló anyagokra igaz. Az újrahasznosítás már szélesebb körben alkalmazható, s jelentős anyag és energia megtakarítás érhető el vele. A korábban említett ezüst évenként felhasználásra kerülő mennyiségének kb. a fele másodnyersanyagként kerül vissza a használatba, csökkentve a primer forrás, a bányászati termelés nagyságát. Terjed a különféle eszközök, berendezések visszagyűjtése, szétszerelés és az anyagok valamilyen formában történő visszaforgatása, hasznosítása. Gyakori a kiselejtezett anyagok energetikai hasznosítása is, ami környezetvédelmi szempontból nem a legjobb megoldás, de még mindig jobb, mint a lerakás.

12. A világ népességszámának növekedése A felsorolt tényezőkön túl, amelyek között túlnyomó az anyagfelhasználás csökkenését eredményező jelentősen befolyásolja a világ anyag- és energiaigényét a világ népességszámának folyamatos növekedése, s az a rendkívüli differencia ami a világ egyes régióinak anyag- és energiafelhasználása között mutatkozik. Ezek az ellentétes hatások eddig - tendenciájában - folyamatosan növekvő ásványi nyersanyag mennyiség kitermelését eredményezték. Ez a trend megállhat ill. visszafordulhat, de ennek időpontja, mértéke nem jelezhető előre, többek között erősen függ a népesség növekedés mértékétől. A 3. ábrán az 1984 -2004 között az ipari ásványok, ércek és energiahordozók összes kitermelt mennyiségét láthatjuk a 106



fényében

magyar irodalom klasszikus műveinek százai érhetők el ilyen formában már ma is, sok vers, regény nívós előadóktól meg is hallgatható.

10. Az innováció távlatai Nehéz ma megmondani milyen lesz a folytatás ezen a területen, csak találgathatunk. Az látszik a fejlődés tendenciájából, hogy az elektronikus adatkezelés és tartalom rögzítés csökkenti a papíros alapú adathordozók és iratok számát. Ma azonban még sok esetben biztonsági megfontolásokból párhuzamosan alkalmazzák a két információhordozót. Könnyen elképzelhető, hogy a közeljövőben már a papír - a környezetvédők nagy örömére - kiszorul egy sor téren a használatból. Ma, amikor tenyérnyi DVD lejátszókon nézhetünk filmeket, nem zárható ki, hogy hamarosan elektronikus könyvünk lesz, hasonló méretben, amit használni tudunk iskolában, buszon, villamoson, orvosra várva, s amit este magunkkal vihetünk az ágyba elalvás előtti olvasásra is. Nem kizárt, hogy ezen kapjuk meg hamarosan a napilapjainkat is, amit nem kell az újságkihordónak bedobnia reggelente. Egy ilyen kis készülékben könyvek tucatjait tudjuk tárolni, cserélgetni, s könnyen kialakítható úgy, hogy nem vész el a hagyományos könyv illúziója. Gondoljunk bele milyen papír takarékosságot eredményezne ez a megoldás. (Persze nem árt számolni azokkal, akiknek érdeke fűződik a könyvekhez, fa- és papíripar, könyvkiadók, terjesztők, forgalmazók stb., de ez csak lassíthatja a fejlődést, le nem állíthatja.) Egy másik példa ami rámutat az innovációs ugrások kiszámíthatatlanságára és az előrejelzés nehézségeire. 2001-ben jelent meg az a természeti erőforrások kérdéseivel foglalkozó könyv, amely az alábbi rémképet vázolja fel: „Ha a jelen generáció az összes ezüstöt felhasználja, akkor hiába van az összes jelenlegi mikroelektronikai, fototechnikai ismeretünk, ha azt a következő generáció már nem tudja használni, mert nem tudnak fényképeket előhívni, fénymásolni, mikrochippeket gyártani" enyhíteni kíván kicsit a sötét jövőn a szerző, s hozzáteszi "bár a folyamat feltehetően nem lesz ilyen drasztikusan gyors". Leírja, hogy a fogyás fokozatos lesz, egyre drágább lesz a ezüst, az ékszerek stb, s végül „az emberek egyre kevesebbet fényképeznek majd. " A könyv megjelenése után 4-5 évvel alig lehet fotólabort találni, amelyik hajlandó az ember hagyományos filmjeit előhívni és papírképet készíteni róla. Gyakorlatilag a digitális fotózás teljesen kiszorította a hagyományos formát és eszközöket, egy új kultúra honosodik meg, amely - már látható - még azokat a hagyományos művészi fényképezési lehetőségeket is nyújtani tudja, ami a korábbi fotózásban megvolt, s nincs hozzá szükség ezüstre. Más anyagok iránt a technológia-váltás következtében természetesen megnő az igény. 105

Buócz Z. - Gál O.

első ipari használatra is alkalmas gőzgépek néhány százalékos hatásfokára, napjainkban már a kombinált ciklusú erőművek összhatásfoka egyes esetekben 60% feletti. Az atomerőművek 33% körüli összhatásfoka jelzi, hogy ezen a téren komoly fejlesztési lehetőségek vannak, amelyeket kihasználva csökkenthető a fajlagos energiafelhasználás. Jelentős fejlődés következett be a hatásfok növelés területén az olajárrobbanások hatására a múlt század utolsó negyedében (pl.: erőművek, gépjárműipar). Az anyagfelhasználás csökkenése közvetlenül és közvetve is csökkenti a természeti erőforrások felhasználását, mivel az előállításhoz szükséges alap- és segédanyagok mennyisége, valamint az energiaigény is csökken. Erre is rengeteg példa hozható (gépjárművek tömegcsökkenése, erősebb anyagok alkalmazása építkezéseknél, mobiltelefonok, egyéb termékek méretcsökkentése stb.) Egyes esetekben a hatékonyság növelés csak az anyagfajták közötti felhasználás arányát változtatja meg (pl. a hőszigetelés energiatakarékossági okokból), de ezek részben a nélkülözhetetlenebb források igénybevételét csökkentik, gyakran pedig az összes felhasználás csökkenését is eredményezik.

9. Új technológiák hatása az anyagfelhasználásra Többnyire nem elsősorban anyagtakarékossági megfontolások eredményeznek gyökeres változásokat egyes anyagok használatában, hanem a technológiai fejlesztések, a divat, a folyamatos megújulásra való törekvés, a korszerű technológiák megjelenése és fejlődése hozza magával. Az eredő felhasználás vonatkozásában azonban ezek a fejlesztések nem mindig eredményeznek anyagfelhasználás-csökkenést, mivel az eszköz használata a fejlesztésekkel párhuzamosan tömegessé válik. Példaként a mobil telefonok hozhatók fel, melyeknek a tömege rövid 10 év alatt legalább 1/10-ére csökkent, használata azonban gyakorlatilag teljes körűvé vált a fejlett régiókban. Hasonló fejlődésen ment át a számítástechnika, a híradástechnika, a szórakoztató elektronika, a már említett gépjárműipar stb. Egyes technológiai változások „anyagmentes" használatot tesznek lehetővé. Példaként említhetők a konzervált zenei anyagok. Korábban a bakelit hanglemezek, a mikrobarázdás lemezek, majd a CD-k - ugyan egyre csökkenő fajlagos anyagmennyiséggel - de személyre és zeneszámra szóló adathordozók voltak milliós példányszámokkal. Ma az MP3-as eszközök gyakorlatilag anyagmentes rögzítést jelentenek, hiszen a készülék memóriája tárol ma sok órányi, a közeljövőben sok száz órányi zenét. Egyre több olyan központi adatbázis érhető el, ahonnan a meghallgatni, megnézni kívánt műsorok lehívhatók, s nincs értelme egyenként tárolni őket. Nem lebecsülendő kérdésről van szó, hiszen pl. a 104

Az ásvány vagyongazdálkodás kérdései a hosszú távú előretekintések

fényében

A technikai fejlődéssel új és új anyagok jelennek meg, amelyek fokozatosan kerülnek be a napi alkalmazásba, helyettesítenek más anyagokat ill. teremtenek új lehetőségeket. Ezek köre nagyon sokrétű, néhányat említünk a jelentősebbek közül: félvezetők, üvegszál, szupravezetők, kerámiák, s ki tudja mit hoz a nanotechnológia. A megújuló természeti erőforrások használatba vétele A helyettesítő anyagok kapcsán meg kell említeni a megújuló természeti erőforrásokat, mivel ezek elméletileg kimeríthetetlenek, s egyértelmű a törekvés, hogy a véges készletekkel rendelkező, elsősorban fosszilis anyagokat (energiahordozókat) megújuló anyagokkal, energiával váltsuk fel. A helyettesítés elvi lehetőségeinek egy részét látjuk, ismerjük, de a jelenlegi gazdasági környezetben ezek zömmel nem piacképesek, felhasználásuk, alkalmazásuk költségei meghaladják a nem megújuló források költségeit. Csak helyeselni lehet, hogy egyre nagyobb mértékben támogatják ezen források használatbavételét, mivel ez meggyorsítja a fejlődést, s megteremti a zökkenőmentes átmenet lehetőségét, a jelenlegi források kiváltását az újakkal. Nem szabad azonban egy-egy új lehetőséget fetisizálni, a realitások talaján maradva kell a helyettesítés gazdaságos lehetőségeit feltárni, mert várhatóan csak diverzifikált megoldások vezethetnek eredményre. Az energia ellátásban nem lehet pl. csak a biomasszára (pl. a fatüzelésre) koncentrálni, mert ennek is vannak korlátai, hiszen egységnyi földterületről időegység alatt meglehetősen kis mennyiségű energia nyerhető (kicsi az „energiasűrűség"): energia erdőnél pl. 15 t/ha/év értéket adnak meg. Ennek a fűtőértéke kb. azonos az átlagos barnaszénével 12-15 MJ/kg. Egy hektár területen 2 m-es telepvastagság esetén kb. 28 kt szén található, vagyis az energiaerdőnek kb. 1870 évig kell termelnie, amíg azonos lesz a két forrás hőmennyisége. Hangsúlyozottan nem az energiaerdők ellen szólunk, csupán arra hívjuk fel a figyelmet, hogy sok lehetőséget kell vegyesen vizsgálni, s ez hosszútávon a helyettesítés lehetőségét fokozatos megteremtheti. Energetikai vonalon már ma is vannak biztató alkalmazások (pl. a szél- és napenergia hasznosítása, a különféle vízerőművek, stb.).

8. A felhasználás hatékonyságának növelése Az innovációs törekvések egyik legfontosabb területe az anyag és energia hasznosítás hatásfokának növelése. Az energetikában ez viszonylag egyszerűen áttekinthető, hiszen itt valóban arról van szó, hogy egységnyi bevitt energia értékből a kimeneti oldalon mennyit tudunk hasznosítani. A hatásfok növelésében is nagyon jelentős eredmények születtek az elmúlt századokban, gondoljunk az 103

Buócz Z. - Gál O.

A fejlődést jól jellemzi néhány idézet az 1914-ben Réz Géza Selmecbányái professzor fordításában megjelent "A modern bányászat" c. W. Archibald által írott könyvből, ahol az USA rézbányászatának a kezdeteiről szól. Ecseteli a termésréz tömbök méreteit, amelyek között 500 t súlyút is találtak, majd egy michigeni mélyművelésű bányáról ír, amely már mai értelemben is nagyüzemnek számított, s a következőt mondja: "A bányászott érc minősége nagyon egynemű és az csupán 3 % rezet tartalmaz." Ez tehát az 1900-as évek elején gyenge minőségű ércnek számított, s csak a tömegtermelésnek, a nagyüzemi jellegű termelésnek volt köszönhető, hogy gazdaságos volt a kitermelése. Japánban említ egy előfordulást (Ashio), ahol 20%-os az átlagos réztartalom. Napjainkban a rézbányászatban nem ritka az 1% alatti fémtartalmú ércek bányászata. Ezt a termelési, előkészítési, kohászati eljárások fejlődése tette lehetővé, és semmi nem indokolja, hogy később, újabb fejlődési fokok eredményeként sokkal kisebb fémtartalmú ércekből ne lehetne gazdaságosan előállítani a szükséges mennyiséget. Itt utalunk az 1. táblázatra, amely jelzi, hogy milyen jelentős készletnövekedések várhatók. A korábban idézett könyvből érdemes arra is felhívni a figyelmet, hogy már 1900-ban sötéten látja a szerző a rézellátás jövőjét: „Nagyon könnyen lehetséges, hogy éppen ez a módja a rézszükséglet fedezésének nem lesz képes a jövő század (XX. sz.) elejének szükségleteivel lépését tartani és a bányák 3-4 évtized alatt teljesen kimeríttetnek. " Még megemlíti: sürgető, hogy „feltaláljanak valamit ami a réz helyét pótolná a villamos iparban". Ezek az intelmek kb. 110 éve születtek, igaz közben az alumínium belépett az ipari fémek közé, és jelentős szerepe van az elektromos iparban, de a rezet ma is a korábbi éveket messze meghaladó mennyiségben használja az emberiség.

7. Helyettesítő (illetve új) anyagok Az alumínium példája jelzi, hogy vannak olyan természetes ásványi eredetű anyagok, amelyek képesek egymást helyettesíteni, ha nem is minden területen. Az elmúlt száz évben az alumínium a legkeresettebb fémek közzé emelkedett. Előállítása ipari méretekben az 1880-as évek végén indult, napjainkban termelése meghaladja az évi 22 Mt-át, csaknem kétszerese a réznek (-12 Mt). Ide sorolhatjuk az elmúlt 50-70 év egyik meghatározó anyagát az uránt is, amely sajnos nem csak az energetikában játszott és játszik jelentős szerepet. A világ energia ellátása a következő 50 évben - jelenlegi ismereteink alapján atomenergia nélkül nem oldható meg, szerepe valószínűleg még növekedni is fog. A műanyagok térhódítása is a múlt századra esik, s annyiban ezek az anyagok is kötődnek a bányászathoz, hogy szénhidrogén molekulákra van szükség a létrehozásukhoz. 102

Az ásványvagyongazdálkodús


fényében

A szilárd ásványi nyersanyagok kitermelési módszereiben is jelentős a fejlődés, a kitermelés eszközei egyre hatékonyabbá válnak, új technológiák jelennek meg (pl. a kioldás), korábban meddőnek számító kőzetekből nyernek ki gazdaságosan fémeket, sőt a korábbi müvelésből származó meddőhányókból is kitermelik a hasznosítható anyagot (szenet, fémeket stb.). A fejlődés magával hozza a teljesítmények növekedését, a költségek csökkenését, amivel a mürevaló ásványvagyon növekszik. Néhány jelentősebb széntermelő országban a fejteljesítmények változása látható egy viszonylag szűk időközben, ami jelzi a rendkívül gyors fejlődést.

5. Gazdaságossá váló nyersanyagok A gazdasági fejlődéssel, az árak alakulásával olyan ásványi nyersanyagok is gazdaságosan ki termelhető vé válnak, amelyekről tudunk, de jelenleg csak ráfizetéssel lennének termelhetők. Ennek legismertebb példája volt korábban a lignit, ma pedig az olajhomok és olajpala, amelyből évente alig több mint 10 Mt-át termelnek a világon, de amelynek a készletei messze meghaladják a ma ismert kőolaj vagyon nagyságát. Ezen a területen is elsősorban a hasznos anyag kinyerési és feldolgozási technológiájának a fejlődése és az árak növekedése hozhatja meg a gazdaságosságot. Példaként említhető Pápay nyomán, hogy Kanada olajhomok készlete, egy új eljárással (gravitációs lecsapolás gőzelárasztással) technikailag kitermelhetővé vált, s ezzel Kanada Szaúd-Arábia mögött második lett a világon készletellátottság tekintetében.

6. Az ásványelőkészítési technika fejlődése Ugyancsak jelentős hatást gyakorol a készletek nagyságára. Ennek elsősorban a fémek és a különféle ipari ásványok készletbecslésénél van jelentősége. Részben ugyancsak gazdasági kérdésről van szó, hiszen ha kisebb fémtartamú ércekből azonos költséggel lehetséges a fémek kinyerése, akkor a mürevaló készletek jelentős növekedésével számolhatunk. A technikai fejlődés eredményeként ezen a területen is jelentős javulás következett be, s ma mindennapos gyakorlat, hogy az évtizedekkel, évszázadokkal korábban meddőhányókra juttatott gyenge érceket kitermelik és nyereségesen vonják ki a maradék fémtartalmat az ércből. (A sajnálatos tiszai cián szennyezés is a Nagybánya környéki meddőhányók átdolgozáshoz kapcsolódik.) 101

Buócz Z. - Gál O.

intenzívebb kutatásuk, termelésük megindult és látványosan fejlődött az elmúlt 20-25 évben (Ausztrália, Kanada, Kolumbia, Indonézia). A készletek nagyságról a szakirodalomban eltérő adatokat találunk, amelyek ellenőrzése gyakorlatilag lehetetlen, ezért csak az International Energy Annual által megadott, a világ teljes kitermelhető készletére vonatkozó 2003. évi adatot említjük: fekete szén 530 438 Mt, barnaszén és lignit 470 475 Mt. Ez együtt meghaladja az 1000 Mrd tonnát, ami az évi kb. 5 Mrd t-ás világ termelés mellett 200 évi készletet jelent. Amennyiben szükségessé válik, ennek a készletnek a többszörösére számíthatunk, amit az ismert földtani készletek fenti értéket messze meghaladó adatai is sejtetnek (hazai adat: a földtani vagyon csaknem pontosan 3-szorosa az ipari vagyonnak).

4. Fejlődnek a művelési módok és a kitermelési technológiák Ez a tényező részben a kitermelési költségeket csökkenti, részben a kitermelés hatásfokát növeli. Ez a kettős hatás összegződik a műre való készletek növekedésében, de a számon tartott földtani készletek növekedését is eredményezi. Nem elhanyagolható hatásról van szó. Pápay J. óvatosan, szakmai megfontolások alapján a kőolaj kihozatal növekedését a következő 50 évben 5%-ra teszi. Adatai alapján minden 1%-nyi kihozatal növekedés 6 Mrd m3-es készlet növekedésnek felel meg, ami a világ csaknem két évi termelési mennyiségének felel meg a jelenlegi termelési szinten.

*r
K»'

2. ábra: A termelékenység változása 1992/1998 100



fényében

hosszútávra kiváltott kutatási engedéllyel olcsón leköthető a reménybeli vagyon. Ezt „ráérősen" megkutatva, hosszabb időtartamra eloszthatók a kutatási költségek. A kutatási eredmények nyilvánosságra hozatala körül is sok a bizonytalanság. A nem kellően megbízható becslések többnyire nem kerülnek ki a szakmai berkekből, de üzleti megfontolásokból gyakran a jól ismert készleteket is titkolják. Találkozhatunk olyan esetekkel, amikor a bizonytalanul becsült készleteknek csak a töredékét jelentik be, s a kutatások folyamán egyre növelik a bejelentett készletek nagyságát. (Hazai példa volt erre a Máza-Váralja-dél fekete kőszén előfordulás kutatási folyamata.) Ritkán fordul elő olyan eset, amikor üzleti megfontolások éppen az ellenkező hatást váltják ki, s bizonytalan, nem eléggé ismert készleteket is nyilvánosságra hoznak (pl. az árak letörése érdekében). Fejlődtek a kutatási és a kiértékelési módszerek. A kutatási módszerekben a nagyobb hatékonyság jelentős eredménynövekedést hozott. Ami évtizedekkel korábban pl. csak a kutatók vágyálma volt: mélyfúrások kivízszintezése a produktív rétegsorban, az ma napi gyakorlat a kőolaj és földgázkutatásban, termelésben. Az értékelési módszerek fejlődése (új matematikai módszerek, számítástechnikai eszközök és programok, modellezés stb.) lehetővé tette sok korábbi kutatási adat újrafeldolgozását, és ez a már ismert területek ásványvagyonát növelte. Az elmúlt időszakokban a szűkösen rendelkezésre álló ásványi nyersanyagok esetén (pl. olaj) azt lehetett megfigyelni, hogy az újonnan feltárt készletek és a kitermelt készletek többnyire kiegyenlítették egymást, ami a fentiekben vázolt kutatási hatékonyság növekedését is bizonyítja. Más kérdés, hogy vannak valóban kimerülő területek, tehát ez az egyensúly világméretekben, földrészekre, nagyobb országokra, régiókra igaz, bár a hazai adatok is az említett trendet igazolják. 1988-ban 1,9 Mt termelés mellett az ipari készletünk 28,3 Mt volt, 2004-ben 1,1 Mt-ás termelés mellett ugyanez az adat 25 Mt. Csökkent a készlet 3,3 Mt-val miközben csökkenő termelési ütemmel, de kitermeltünk kb. 25 Mt-t. A világ teljes ismert kőolaj készletét illetően hasonló megállapítások tehetők, azzal, hogy mindeddig időről időre nagyobbak voltak az újonnan felfedezett készletek, mint a kitermelt mennyiség, azaz növekedett a teljes készletmennyiség. Ez a növekedés csökkenő tendenciát mutat a hetvenes évek óta, de még mindig pozitív. Szénelőfordulások esetén nem olyan látványosak a változások az ismert készetekben, mint a szénhidrogéneknél, mivel az ismert készletek lényegesen nagyobbak, s nincs gazdasági kényszer a kutatási tevékenység fokozására. Ez annyiban nem teljesen igaz, hogy a még fel nem tárt, de jó természeti adottságokkal rendelkező előfordulások (különösen ha tengerpart közelében vannak) a szállítási költségek csökkenése miatt versenyképessé váltak, s az 99

Buócz Z. - Gál O.

adottságok eltérő voltában, a technológiai színvonal, esetenként a munkabérek nagysága közötti különbségekben van. A történelem folyamán az ásványi nyersanyagok kitermelésének természeti körülményei általában romlanak, ennek megfelelően a kínálati görbe felfelé, a magasabb költségek irányába mozdul el, vagy meredekebbé válik, esetenként a két hatás együtt jelentkezik. A technológiai fejlődés ellenkező hatást eredményez, azaz költségcsökkenést okoz. A világkereskedelem fejlődése pl. a szállítási költségek jelentős mértékű csökkenését hozta magával, ami az ásványi nyersanyagok világpiaci árát is csökkentheti, olyan új lelőhelyek bekapcsolása révén, amelyek termelési költségei az előbb említett határköltség-görbét lefele mozdítják el. A földtani és műrevaló készletek között rendkívül nagy eltérések lehetségesek (1. 3. pont), ami a gazdaságosság megítélésén kívül a megkutatottság mértékétől is függ-

3. A földtani kutatásról Tapasztalható, hogy a nagyobb mélységben található, bonyolult földtani és települési körélményekkel terhelt ásványi nyersanyagok közölt készletei általában olyanok, hogy változatlan termelési szintet feltételezve 25-50 évre elegendőek. Sokan ebből kiindulva jelzik előre egyes anyagok gyors kifogyását. Az egyszerűbb településű szenek és pl. a felszínközeli településű építőipari nyersanyagok esetén száz évekig elegendő készletnagyság jellemzi az előrejelzéseket. Ennek egyik oka az, hogy a kutatások költségei tetemesek, s a jelenleg folyó kutatások eredményei többnyire évtizedekkel később realizálódnak. Más szóval a mai ráfordítások megjelennek a költségekben, de csak később térülnek meg. Kutatásra egy cégnek, tehát csak akkor érdemes költeni, ha a távlati terveihez nem tud elegendő ásvány vagy ont kimutatni. A távlati tervek intervalluma a bányászat egyes ágazatainál eltérő, de legalább 20-30 évre szükséges nagyvonalakban előre látni. A jelenlegi diszkontráták mellett a beruházások megítélésére végzett jelenérték számításokban sem szokás 20-25 évnél hosszabb időtartamot figyelembe venni, mert a nagy időkülönbség miatt a távoli pénzforgalom jelenértéke elenyésző hatású. Fogalmazhatunk tehát úgy, hogy a folyamatosan zajló kutatások alapvetően arra irányulnak, hogy minimálisan növelve a jelenleg folyó termelés költségeit, kellő előretekintést nyújtsanak a cégeknek a beruházási, termelési tervekhez. Minden bizonnyal vannak olyan törekvések is, amelyek a konkurencia kiszorítására irányulnak. Ilyen esetben az ismert földtani készletek lekötése is a cégek távlati stratégiájának részét képezheti. Ehhez azonban nem kell a készleteket pontosan ismerni, hiszen egy nagyvonalú becslés, reménybeli lelőhely esetén egy 98



fényében

2. A műrevalóságról Az ásványi nyersanyagok műrevalósága egyértelműen gazdasági kérdés. Hosszútávon a várható határköltségekből levezethető érték (w) és a legjobb kitermelési technológia melletti termelési reálköltségek (k) hányadosa határozza meg a műrevalóságot, a gazdaságos kitermelés lehetőségét. Nem taglalva ennek a kérdésnek a bonyolult részleteit, a mürevalósági mutató: r = w/k. Ha r > 1, akkor műrevaló az ásványvagyon, ha az értéke 0,8 és 1 között van, ezt ma hazánkban tartalék vagyonnak tekintik. Ez is változhat országtól és időtől függően, de az egynél nem jelentősen kisebb mürevalósági mutatójú készleteket tartaléknak, közeljövőben gazdaságossá válhatóként (kitermelhetőként) tartják nyilván. A műrevalóság is jelentősen változik az időben. Ahogy fogynak a jobb bonitási és kvalitási mutatókkal rendelkező ásványi előfordulások, úgy válnak a gyengébb előfordulások is mürevalóvá, illetve tartalékvagyonná.

:Q

1

I (C

\

I I 1

olcsóbb forrás (helyettesítő termék, import stb.)

| |

_

termelés

/. ábra: Határköltség a bányászatban Az ásványi nyersanyagok határköltségen, ami végül is az árakat alapvetően eldönti, klasszikus elvek alapján határozzuk meg: az azonos ásványi nyersanyagot termelő bányákat növekvő termelési költségeik alapján sorba rendezve, kapjuk az adott ásványi nyersanyag kínálati görbéjét. A keresletei a társadalom igénye szabja meg, s a kereslet rugalmassága által befolyásolt meredekségü, de monoton csökkenő függvényt kapunk. E két görbe metszéspontja alapján adódik a kitermelés határköltsége (k), amit a legrosszabb természeti adottságú bánya kitermelési költségei határoznak meg (elvileg ezt a költséget a társadalom, a gazdaság még hajlandó elismerni). Az ennél kisebb költséggel termelő bányák különbözeti járadékra tesznek szert, aminek a forrása elsősorban a természeti 97

Buócz Z. - Gál O.

1. A földtani készletek nagysága Az adott nyersanyag számbavételi határától függ. Ezek a határok ásványi nyersanyagonként eltérőek, általában a kifejlődés, vastagság, koncentráció, fűtőérték stb. határozza meg. Hosszabb távon a számbavételi határ is változik a kitermelési technológia, az eszközök és módszerek fejlődésével, a művelési módok változásával. A földtani készletek nagyságának meghatározásában közvetlenül nem szerepelnek gazdaságossági megfontolások, de a számbavételi koncentrációk határértékének megállapításában az adott nyersanyag értékét (esetenként a műre valóságának mértékét) is figyelembe veszik. A nem fosszilis ásványi nyersanyagok (ércek, ipari ásványok) esetén a rendelkezésre álló földtani készletek nagyságrendekkel nőnek, ahogy az alsó számbavételi határkoncentrációt csökkentjük. Cu koncentráció számbavételi alsó határérték

Átlagos Cu koncentráció

Érckészlet

Teljes fémvagyon

%

%

Mt

Mt

0,01

0,22

4000

8,80

0,40

0,66

800

5,28

0,80

1,30

150

1,95

1,20

1,80

38

0,68

/. táblázat: Recski ércvagyon különböző számbavételi alsó Cu koncentráció Az 1. táblázatban a recski mélyszinti rézérc vagyont és annak fémtartalmát tüntettük fel különböző alsó határkoncentrációknál (cut off grade). Látható, hogy fémmennyiségben a legkisebb és legnagyobb érték között több mint 10-szeres a különbség, s nem kizárt, hogy a teljes mennyiség kitermelése valamikor a távoli jövőben gazdaságossá válik. Nehezíti a készletadatok, földtani ásványvagyon értékelését, hogy a megkutatottság és a becslés megbízhatóságának függvényében tovább osztályozzák az ásványvagyont (bizonyított, kimutatott, következtetett, reménybeli, ezen belül is van feltételezett és elméleti kategória). A különféle ásványvagyon adatok közlésekor gyakran nem adják meg a minősítéseket, s nem lehet tudni, milyen megbízhatóságú adatokról van szó. 96


AZ ÁSVÁNYVAGYONGAZDÁLKODÁS KÉRDÉSEI A HOSSZÚ TÁVÚ E L Ő R E T E K I N T É S E K FÉNYÉBEN 1 Dr. Buócz Zoltán egyetemi docens, a műszaki tudomány kandidátusa

Gál Orsolya doktorandusz Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Tanszék

A műszaki és gazdasági szakembereket, a környezetvédelmi szakértőket és egyre gyakrabban a laikus közvéleményt is foglalkoztatja a nem megújuló természeti erőforrások kimerülésének kérdése, s nem ritkán világméretű katasztrófák víziójáról lehet olvasni, hallani a kérdés kapcsán. Elsősorban az energiahordozó készletek teljes kimerülése kelt félelmet, de felmerül egyéb ásványi nyersanyaggal kapcsolatban is ez a gondolat. Dolgozatunkban ezzel a kérdéssel kívánunk foglalkozni bányászati, bányagazdaságtani, ásványvagyongazdálkodási oldalról, s megkísérelünk egy olyan távlati stratégiát vázolni, ami enyhítheti a félelmeket. Sorra vesszük azokat a tényezőket, amelyek a készletek nagyságával, kitermelhetőségével kapcsolatosak, majd összegezzük a leírtak alapján a véleményünket a kérdésről.

(OTKA 46909 keretében készült kutatás)

95

Environmental Performance Assessment in Mining

Final conditions can be done with appropriate recultivation. Regarding to mining activities there are a lot of discussion, disagreements because of the inordinately left mines. During the exploitation, it should listen to the later recultivation for the lake of promotion too, and so that unfavorable image of mining can be decreased by relative low costs, and it causes the decreasing of environmental loads. But at the beginning it requires determined imagines regarding to later utilization (after mining activity). The difficulty of this idea is that following: Generally the producer does not want to deal with later-utilization, so that he is not interested in recultivation. But we hope that, this attitude will be improved, and mining contractors will be more and more environmental conscious and in the nearest future they will use the strategy planning tools to apply environmentally friend technologies.

REFERENCES [1] C.C. FURNAS - JOE MCCARTY: A mérnök, (Life, A tudomány csodái), Műszaki Könyvkiadó Bpl972 [2] BUÓCZ Z. A gazdasági szabályozás egy lehetősége a kvics- és homokbányászat környezeti hatásainak csökkentése érdekében A Miskolci Egyetem Közleményei A sorozat bányászat 66. kötet (2004) Bányászat és Geotechnika , Miskolc 2004 pp75-82 [3] BUÓCZ Z. - JANOSITZ J.: A környezeti kockázat rendszerelméleti közelítése és kavicsbányászati vonatkozásai Miskolci Egyetem Közleményei A sorozat, Bányászat, 62. kötet (2002) pp. 67-82 [4] CSEMEZ ATTILA: Tájtervezés-tájrendezés, Mezőgazda, Bp. 1996 [5] Bányászati adattár 1975, Bányászati és energetikai adattár [6] World Mining Data '93 és '98, 2005 [7] STANDOVÁR T. - R.B. PRIMACK: A természetvédelmi biológia alapjai, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2001 [8] IZSÁK JÁNOS: Fajközösségek számszerű jelelmzésére szolgáló mérőszám: a diverzitási index, Magyar Tudomány 2005/4 [9] BORHIDI A. A növények társadalma, Mindentudás Egyeteme 12 előadás, 2002. december 2. 93

Z Buócz. - T Molnár.

Usually, properties are done in arable lands where the more valuable elements of life are missing. Existing water-biotopes, a more coloured life appears in the lakes and their surroundings. After recultivation, about 100 ha area can be given back to the original agriculture branch by open-pit backfilling in the case of large-sized opencast. (Visonta) with given back fields, it was only partially in Visonta. Here grape was planted, hobby gardens, woods were sited because there were not needs to have plough-fields. Dumps are formation causing the most debates, discussions. By gravel pits it means not a serious problem because the exploited and deposited material isn't considered as hazardous waste, and between the topsoil and gravel, clayey-, sandy-, and pebbly bed can be found mostly. In spite of the low thickness of the layer and relative low amount, the domestic practice intending to allocation of barren is not very good because of the landscape. This barren is deposited around the mine-lake in 2-5 m tall fortifications because of the safety considerations. First of all, the reason of it is economical considerations, because the mort simple and the cheapest solution is to heap the barren along the property, so that it requires the fewest transportations work. But respecting to the landscape it is very disadvantages to have fortification around the lake. It leads to not a nice scenery. Because (it is about plan) the fortification closes off the lake from the field of vision, completely and it is covered with weedy vegetation, mostly. Regarding the later using, it would be better solution if the dump was done as a mound during the exploitation. On a plan, a 20-30 m tall mound appears as a significant element of the landscape. It is required to form the mound with formations and faces similar to natural elements. And on the other hand it is important to keep off the long straight lines, square forms. And ifit is covered such kind of flora, which does not hide overlay the sightseeing it com be a look-out point, for example. And finally, we can establish build up sledge field, and walking-ways, etc. Among the most considerations of landscape evaluation are the relief, the rate of greenery covered areas, variation of the different agriculture branches, variety and diversity, etc. These parameters can be evaluated in numerical [a], and landscape before the mining activity can be compared to it after the mining activity. It is enough to make a 20-30 cms tall reversed gradient slope along the lake shore if it can be reckoned with flowing in surface water from the surrounding of the lake. Low deep marshlands, water-meadows can be formed if we would like to increase the variety of flora and fauna and certainly the possibilities are given. 92


From environmental consideration, the most important specification of mining is the following: removal of exploited raw materials causes irreversible changes in the crust of earth. Among Hungarian conditions during the gravel pits exploitation a lake generates and the majority of raw material (gravel) is exploited by under the water exploitation because of the high ground water level, and on the other hand the significant share of gravel pits work on the terraces of current antecedent rivers. The size of mine-lakes can be controlled between determined limits: we get a lake with maximum size, if we won't backfill the barren to the lake, respectively we will make as backfilling that the level of it is under the water level. In this case, the top soil should be taken around the lake or used for recultivation or sold (but not to the lake). Minimal sized lake could left if the total barren is backfilled on the lowest deeping length to the surface. In this case, the top soil can be utilized during the backfilling. The minimal size of the actual lake depends on the baring rate. (lt, m3/t). Certainly, if it is necessary, the open pit could be filled by materials from other areas but it is expensive and requires huge amount of materials without top soil, so that total backfilling is used very rarely. So that, a mine-lake generally appears in the area of mines. It is perceptible that, during the mining activity the lake evolution starts and such a life appears in the longer lifetime lakes, which requires the protection. After the exploitation we get another landscape and flora and fauna. In the function of time, the earlier (flora and fauna) life crowds out from the area of mine and a new flora and fauna will appear with a few delays. The objective is the following: the displacement is important to cause the fewest distraction During the mining activities it is necessary to build up such areas, lakeside sectors which won't be changed later. (Here the new flora is able to locate and develop.) Before the mining activity, it is required to determine (scientifically) the natural characters of the new landscape (considered as a system). These parameters are the followings: utilization objective, geographical conditions, biotope, flora and fauna in the future, etc.) The natural value of the new biotope increases if the biodiversity will increase, too and the life of the new ecosystem more approaches the natural conditions which is free of human interventions, and makes possible the utilization of neglected areas and increases the value of surroundings, (tourist, recreation values, etc.) These changes can be evaluated in numerical way. (Shannon: diversity index, et.al, Borhidi A and Simon T: Biotope evaluation methods, categories for nature protection, et.al) To exact effect analysis it is required that, evaluation should cover out of the property the direct indirect environment, too. 91


NATURAL CONDITIONS OF OCCURANCES DETERMINE THE ECONOMIC EFFICIENCY Natural conditions affect to the costs the use value, and prices, seriously. It affects to applicable technique, technology and furthermore the human-work exaction. In this case, environmental aspects are very important and it can be said that natural conditions affect qualitative and quantitative of environmental effects. It is very complex question because the attachment is interchanged because on the other hand emissions from mines depend on natural conditions in indirect way and transmission and throw it imission and respectively partial changing of it are the function of natural conditions (including meteorological conditions, too). We should not forget that inhabitants can be found in the surrounding of mines can set to the natural conditions ("the man", flora and fauna, man-made environment, ecological systems, landscape, land use, etc.). By determining of the area of mines it should be listened to the natural conditions, increasingly.

ENVIRONMENTAL CONDITIONS OF OCCURANCES ARE DIFFERENT It leads to economical consequences. The marginal costs, the price centre can be derived from it and the most important parameter which is the marginal mine-rent. If we would like to enforce the environmental considerations, the external costs will be taken to the analysis and throw it the protection of value areas can be preferred.

SOME WORDS ABOUT NUMERICAL EVALUATION OF THE MOST IMPORTANT ENVIRONMENTAL EFFECTS FROM MINES After the overview of specialities regarding to mining, environmental effect analysis and evaluation we are in short displaying some elements of effect evaluation, what kind of parameters are used during the planning, essentially. Because of the multivarious problems, now we are focusing only to the opencasts and inside in this we will not deal with the all elements, too.

90


MINERAL OCCURANCES COULD BE KNOWN IN BOUNDED This character derives from that the useful industrial mineral can be found in deep under the surface, so that the position, qualitative and other parameters, hydro geological conditions, parameters of surrounding rocks, characteristics caused natural damages, etc. could be studied by only direct way, sampling from the surface in advance.(deep drilling, geophysical method). During the advance working and exploitation we get direct information, too, but in this phase several questions affecting the working and environment are determined and the earlier decisions could be corrected hardly in the most cases. Consequences derived from bounded known of mineral resources have environmental regards, too which are the following ones: Mining activity has increased risks: it means economic risks, too because the rate of the risk increases because of ambiguous natural circumstances, dangers, not exactly known qualitative, etc. This increased risk appears regarding to natural environment, too which rate depends on the method of mining, the qualitative and quantitative of mining dangers. Dangers connecting to crust of Earth (bank movements, displacements, attles) faulty technology choices (breakage, faulty determination of blasting parameters, etc.) are significant. Dust-, gas-, and water hazard mean environmental risks. The first two ones are poisonous, and harmful for human health, and can be explosion hazard, too. The fire hazard appears in every mine, but the rate of it depends on the activity and exploited material. About environmental regards of these problems are talked to in details, too [3] and we are to do further analysis in the future. It is essential to attain the optimal degree of prospection: the rate of it can be simple formulated theoretically, but in practise it is very difficult to determine the optimum. This problem has been studied only in economic aspects so far, but it has environmental considerations, too because the low degree of prospection can result increased environmental loads during the exploitation and on the other hand the very high degree of protection can load the environment superfluously near increasing costs. It could have other indirect effects to the environment derived from deficient knowledge, etc, and relates to the degree of risk written down in the previous chapter.

89


Some thought about indicating the problems: Opening deposits of deep-mines mostes should be set in pitch becaus of the safety. In case head gears and other structures have disturbin effect for the landscape, their particular or regular setting/allocate can be solved. In the case of open-cuts there are more solution to decrease landscape effects. For example: changing the orientation of active faces. As last solution it is possible that in spite of conventional lime pits, under the surface can be done them as "limestone deep mining". Other environmental consequences of deposit opening optimization: we select the place on the basis of minimal movement, moving work. Diverging from this the amount of total moving work increases and the costs and environmental pollution from transportation, tool (noise, air - pollution, energy- and material utilization) Capacity optimum: the amount of raw material inside a property affects optimal quantity of production capacity by a mine. Similar assumption doesn't limit the industrial works, but it is significant in mining. The capacity optimum is determined by the minimal exploitation costs, or rather maximal profit. It is possible to diverge from this production capacity in a small compass (10-20%) because it causes only few cost increasing, but over it, costs increase more and more. If environmental effects hanging on production capacity are existed and their quantity is significant, it is required to consider in the cost-function because it affects the quantity of optimal capacity. It can be mentioned, for example, taking into account of air pollution depending on capacity or pollution of mineral processing depending on capacity. Here could be mentioned the externalities, which quantity should be determined for exact evaluation many times. Capacity utilization belongs to here, too. It could have several harmful environmental effects, for example, energy- and material wastage, spare noise, air pollution, etc.) Mineral resources management: the most important objectives of mineral resources management are the exploitation and utilization of mineral resources and conservation of the reserves. The environmental aspect of it is very important because if an open-pit mine is not exploited as much as possible, but only in partial, it will be necessary to open a mine otherwhere, and if the resources are damaged, the exploitation should be continued otherwhere, and the after-effects of the mine appear around every mine. There is conflict between the tolerant exploitation of mineral resources and the economy that should be solved for environmental causes and because of the future generations. It can be solved by authorization, economic tools, taxes, and penalties. [2] 88


SPECIALITIES OF MINING AND ENVIRONMENTAL EFFECTS To analyse the most important environmental effects, it is required to review specialities, which distinguish mining from the other industrial activities. These attributes basically derives from character of the activity (raw materials) and not only the economic and technical considerations are very important, but the environmental ones, too. Character and solutions of environmental problems strongly depends on mining methods, applied exploitation methods, so that we advert briefly to the effects and solutions because to particular presentation a detailed study is being done.

THE UTILITY RAW MATERIAL IS IN SITU NON-REPRODUCED That is about non-renewable energy-sources. When it is about sustainable development, environmental protection always the only one parameter resp. consequences of it enhanced is the following: "Our sources are finite." But this parameter has other consequences, for which are very significant in the respect of environmental protection. There are the followings: Continuous replacement of faces: Because raw materiel deposits can be found in different places in the world, and have limited mineral resources, so that these mines deplete soon and mines should be closed and in another place should be restarted for the sake of the continuous supply. Such regular migration of mines continuously generate not only economic, social and human problem, but environmental, too. It results to decline and recovery of mining settlements from time to time. These abounded mines and settlements are the sources of environmental problems without appropriate landscape architecture and reconstruction. In the world there are a lot of abounded ex-mining settlements, and on the other hand the neglected spoil-banks, sludge-storages, open-pits, blast hole kettle cause several problems. There can be wrongly closed underground holes denoted constant contingency because of the surface depression and effluent water. Movement of faces is continuous inside a mine, too. This continuous movement within a deposit means (constant) spatial realignment of environmental effects increasing the amount of exploited attle, requiring significant transportation, and optimization of bulk handling which affect the plantation, significantly. Deposit opening is determined on the basic of economic and safety considerations, but the environmental aspect should be more important rule. 87


Remedial Effect oriented

To reduce the consequences r Imission reduction

Source oriented Preventive

Emission reduction Strategy planning Restructuring, innovation, Clear production

Etc.

EVALUATION SYSTEM OF ENVIRONMENTAL EFFECTS Environmental effects can be classified to the following system seen in the next table, where the environmental elements the "energy source" and system from combination of the elements are reviewed as habitants. Depending on the quality of exploited raw materials and the work method, the activity affects on many elements and systems.

Environmental element

System

Lithosphere Phedosphere Hydrosphere Biosphere

underground storage water surface water flora fauna

Atmosphere Building environment Human

Energy

Settlement sorrounding noise vibration light heat radiation (electrica), magnetic etc.) radioactivity

86


effects of operation, products, or services. Consequently, environmental performance consists of impacts caused by normal activity of the company to the human health, environment and measures which aims to reduce the impacts. Open-mining is dismissed many times, and in a lot of cases get negative critics from conservationists and environmental activists. And it is very difficult to adjudge the environmental effects of mines in exact way because the appropriate parameters and indicators, with which these effects can be described unambiguously, not available. Environmental effects of open-cut mines concerns to just the all environmental elements from the lithosphere to the atmosphere and from the ecological systems to the landscape. So that, we should establish such a parameter-system which is able to describe just the all environmental effects and their bigness. The evaluation should cover not only the emissions form mines but the spatial distribution, and the loading of habitants, too in the surroundings of mines. It is a very important element of the investigation is to characterize and numerical evaluate the spatial and temporal changes occurring in landscape and ecological systems. Some of these effects are temporary and others are permanent ones. The effects can be divided to reversible and irreversible ones. Consequently, it is required to deal with effects are evaluated in exact way during the design, already because in advance we will have to size up about non - or hard redeemable interventions.

THE FUNCTION OF DESIGN IN ENVIRONMENTAL PROTECTION The LIFE publisher in serie of Wonders of Art in tome of The Engineer draws up the task of engineer in 1960s as follows: No squander anything, but no miss anything, too. The engineer is required to save with raw materials and energy, and attain the highest profit with the fewest input. Rare material should be preserved and recycled. These things which are timely in our days, too, attract attention to the importance of design by engineers just as consideration of environmental protection demands, moreover to the concept of sustainable development which was not used those days. In the environmental protection literature the priorities of environmental policies are well-known, shown in the following table: The following list refers to that design and prevention is important very much. And if our aim is to improve the environmental performance of mining, primarily attention should be attracted to it and indicator systems should support this activity. 85


In Hungary mining deals with exploitation of raw materials for building industry, primarily. We exploit about 60 Mt building materials pro year from barrow-, ballast- and sand-pit. From opencast mines about 8 Mt lignite pro year is exploited in Visonta and Bükkábrány. For the exploitation of useful mineral raw materials it is necessary to exploit about 60 Mt barren pro year. On the whole, mining stirs as it were 200 Mt materials pro year, which equals to 100 -120 M m3 material in cubic capacity. The nadir of exploitation was in 1992, when the amount of total Hungarian raw materials exploitation was about 53 Mt. The size of the current exploitation and growth refer to a positive phenomena. And on the other hand, data indicate the economy develops and the investments need raw materials and energy. At the same time it is very important not to forget about it, in the course of mining we interfere to the natural normal processes significantly, causing irreversible changes. For a long time there is serious contrast between the environmental protection and mining, whereof it is necessary to find solution within the framework of sustainable development. Opinions, comments, which require the containment of mining could not be taken seriously because the raw material demand of the world increases in the face of every reduction efforts. (The observations are presented in the upper figure.) This regards to so many materials considered as dated and it has been forecasted receding of the exploitation for a long time. The recycling, material- and energy efficiency, usage of equivalent materials, increase of renewable sources usage only decrease the rate of increase, but couldn't stop it so far. Therefore, and in the sake of obligate reduction of significant differences between the developed countries and the developing world, it is inevitable to get ready for increase of mining exploitation if we want to satisfy the raw material demand at suitable level. So that, our important task to find the correspondence between the environment and the mining establishing co-operation with which the exploitation of needed raw materials cause minimal disturbing and damage in the environment.

ENVIRONMENTAL PERFORMANCE Environmental performance is one of the most important concepts of EMS, which means the followings: "Environmental performance is defined as the total environmental loading of companies (or other, similarly functioning organisation) and efforts to reduction. It regards to either harmful environmental 84


ENVIRONMENTAL P E R F O R M A N C E ASSESSMENT IN MINING Dr. Zoltán Buócz Associate

professor

Tímea Molnár Siposné PhD student University of Miskolc, Faculty of Earth Science, Department of Mining and Geotechnology

Abstract Open-cast mining because of its environmental effects- is dismissed, and many times conservationists and environmentalists attack it. Currently, it is very hard to discuss about environmental effects of mines in exact way, namely indicators and parameters with these effects could be clearly described are missing. Environmental effects of open-casts concern just about the all environmental elements and environmental system from the lithosphere to the atmosphere, and from ecological systems to the landscape. So that, it requires to create such standards, which is able to characterize environmental effects and its bigness. The aim of our investigation is not only the analysis of emissions in opencasts, but we deal with the distribution of emissions in space and take into account of occurrent impact bearer near by mines. It is very important part of the investigation is the numerical characterization and evaluation of the spatial and temporal changes in ecological systems and landscape which is a result of mining activity. One part of these effects are temporary effects, the other part of these are permanent ones. Some effects are reversible, and the others are irreversible ones. So that, it is to take into account of such effects which under the planning requires appreciation in exact way, namely about non- or hardredeemable interventions requires to size up in advance. Our investigation is a part of complex planning of mining systems, viz. finished indicators may describe not only the environmental performance of mines or other producers, but it may ground for identification of environmental impact factors, impacts and for allocation of impact zone. This paper is written regarding to the following research: OTKA 46909 sz.

83

Dusting Investigation of Deposited Slag-Scale-Rea Gypsum Materials

extent of dusting out was calculated from the amounts of material on the tray weighed before and after blow-in. Measurements done at the different air speeds lasted three minutes each.

Dusting Out of Slag and Fly-Ash Combustion Products As the first step of investigations, the extent of the dusting out of traditional solid combustion products were specified individually. With electrofilter fly-ashes, measurements were also done in the way that the surface of the material was grooved and the fly-ash was mixed into a gravel bed of 0-2 mm grain size. During the measurements, the side of the sample tray square with the airflow was open, the sample materials were from a location where there is no pipeline transportation yet so there could have been no breakage characteristic of pipeline handling. During pipeline transportation, breakage occurred primarily with slag because slag is of relatively low thickness, it consists of hollow, porous grains and the light particles are surrounded by a jacket of small grains solidified like glass. Initially, the pieces of slag have an amorphous shape like tentacles therefore they are considerably rough and cling to one another. This condition prevents their movement in flowing air. For this reason, there is relatively little removal of slag material in this breakage-free state.

0

2

4

6

8

10

12

14

Airspeed[m/s]

Figure 1: Removal of solid combustion products at different airspeed values 115

Gy. Szarka

Experiments testify that similarly to slag, the removal of electrofilter fly-ash is also low. Filter fly-ash is the finest combustion product, where the extent of removal is low because the fine grains attach to one another well. Measurement results are shown in Figure 1. The adherence of the fine grains of filter fly-ash remains even if the surface of the material on the tray is broken and grooved although during the mechanical breakage of the surface, adherence decreases. If rough material of 0-2 mm grain size is mixed into the filter fly-ash, the extent of removal will be lower. At 12 m/s airspeed, it decreases from 6.13% to 1.24% as the adherence of fine grains remain but the extent of removal is decreased by the sheltering effect of rough grains.

Dusting Out in Material Mixed with REA-gypsum In the spoil area, the mixture of slag, fly-ash and gypsum dumped there as thick pulp gets compact and solidified due to sedimentation (dewatering) and natural drying. As the CaO+MgO content of slag and fly-ash materials from Visonta, which determines their hydraulic characteristics, is relatively low, the strength of the solidified spoil area material is relatively low, as well. The strength of the samples cut out from the in situ material hardened in the spoil area is low, the material breaks easily during working. During sampling, slices were cut out of the compacted material, during which a considerable amount of fine fraction came into being, too. The changes in surface conditions during the testing of samples taken from the compact material are shown in Figure 2.

original sample

above 6 m/s airspeed •

.

».

.

above 9 m/s airspeed

•

I Í .;'

1

above 12 m/s airspeed above 21.5 m/s airspeed Figure 2: Gradual removal by increasing the airspeed 116

Dusting Investigation of Deposited Slag-Scale-Rea Gypsum Materials

The investigation of dusting out revealed that the material has a stratified, laminated structure due to the disposal method, the settlement during dumping. Under the effect of airflow, the sheets get detached and the thinner, lighter parts may be carried away, too. The airflow blows the fine fraction out from the bigger lumps. A separate measurement was done with the pulp crumbled during sampling. After the drying, it could be seen that the material can be divided into two sets with different characteristics. In one of them, there is more slag (the 'rough' sample was taken from it), the other one is finer and this gave the 'fine' sample. At first, measurements were done with lower (2-3 m/s) airspeed but there was considerable removal only at 6 m/s. Figure 3 shows values of removal (dusting out). The data reveal that if the surface of the stored material is broken by different environmental impacts (strong wind, the movement of different animals, traffic) influencing the solidified material on the surface of the spoil area, the extent of dusting out may increase considerably.

0

5

10

15

20

25

Airspeed [m/s]

Figure 3: Dusting out values of pulp reservoir samples For the sake of the specification of the possible decreasing effect of gypsum mixing on dusting out, the respective data of the pulp produced with solid combustion residues (slag and fly-ashes) were also specified. The sample was produced artificially because the spoil area surface of the period before the year 2000 is no longer accessible. In the sample the mass rate of the different materials (slag + 3 kinds of fly-ashes) was the same as earlier in the spoil area material. 117

Gy. Szarka

Dusting Out in Mixed Samples The diagram in Figure 4 shows that the dusting out of samples without gypsum has its maximum (50-60%) at 9-10 m/s airspeed. The dusting out value at 9-10 m/s airspeed in Figure 4 is roughly identical with the weighed average of the dusting out values given in Figure 1.

0

5

10

15

20

25

Airspeed [m/s]

Figure 4: Dusting out values as the function of airspeed The comparison of the dusting out values in Figures 1, 3 and 4 leads to the conclusion that the dusting out characteristics of the material without gypsum (the maximum values of 50-60% in Figure 4 and the maximum values of 40-80% in Figure 1) considerably exceed the maximum 10-14% values of samples with REAgypsum in Figure 3. To sum up, it can be concluded that the disposal (dumping) of REA-gypsum together with combustion residues considerably (to one fifth) decreases the dusting out factor of the spoil area surface.

References [1] DOVRTEL, G.: Észak-magyarországi lignitek elégetéséből származó salakpernyék további felhasználását, deponálását megalapozó vizsgálatok. ('Investigations supporting the further utilisation and dumping of slag fly-ashes from the combustion of North Hungarian lignites'), PhD thesis, Visonta, 2002. 105 pp. 118


KŐBÁNYÁK OPTIMÁLIS JÖVESZTÉSTECHNOLÓGIÁJÁNAK KIALAKÍTÁSA Böhm Szilvia PhD-hallgató Miskolci Egyetem, Bányászati és Geotechnikai Tanszék

A Colas-Északkő Bányászati Kft. és a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kara között létrejött kutatás-fejlesztési szerződés alapján a feladatunk a megbízó két bányájában, a sárospataki (Szemince-hegyi) és a tállyai (Kopasz-hegyi) andezitbányában a jövesztett készlet optimális szemcseszerkezetének elérése, valamint a megengedett környezeti hatásokat kielégítő robbantási technológia kidolgozása volt. A projekt vezetőjével, Dr. Bohus Géza egyetemi docenssel, helyszíni bejárások és az üzemi robbantások megfigyelése után javaslatot tettünk egy új, a megbízó érdekeit kielégítő robbantástechnológiára.

119

Böhm Sz.

A SÁROSPATAKI (SZEMINCE-HEGYI) BÁNYA Az andezitbánya Sárospatak és Bodrogolaszi között helyezkedik el a 37-es főúttól DK-re. A bányatelek közvetlen közelében nem találhatók lakóépületek. A bányabeli robbantások méreteit korlátozza a közelben húzódó gáz-gerincvezeték. Jelenleg a bányamüvelés egy kb. 150 m széles süllyesztőszinten folyik. A bányafal magassága 15... 16 m. A frontok előrehaladása É-ÉNy-i irányú, a bővítést K-i irányba tervezik. A homlokkal szembenézve a bal oldali rész „nagytömbös", a jobb oldali rész „cserepes" kifejlődésű, ezért a jövesztésük és az aprításuk eltérő. Ebben az esetben két robbantástechnológia kialakítása indokolt, ennek ellenére eddig egységes technológiát alkalmaztak az üzemben. Oszlopos sorozatrobbantást alkalmaznak 89...95 mm átmérőjű, 75°-os dőlésű, talp alá fúrásos, 2 soros technológiával. A robbantólyukak fúrása bérfúrással történik, esetenként a cég tulajdonában lévő fúrógépet alkalmazzák. A kb. 150 m széles művelt homlokon általában 2 önálló frontot alakítanak ki. A jövesztett kőzetet kanalas kotró segítségével dömperre rakják és így kerül az előtörőre. [1] A nagytömbös kifejlődésnél elkerülhetetlen azonban, hogy a fojtás előtti kőzetrészekből és a lyukak elferdülése miatt egymástól távol került töltetek közötti tömegekből olyan méretű tömbök is keletkezzenek, amelyek nem adhatók fel az előtörőre. Műszaki és gazdasági számítások szerint akkor tekinthető jónak egy robbantás, ha a méreten felüli tömbök össztömege nem haladja meg a robbantott kőzet tömegének 4.. .6%-át. [2]

A TÁLLYAI (KOPASZ-HEGYI) BÁNYA A tállyai andezitbánya a Tokaji-hegység délnyugati részén, a tengerszint felett 416 m magas Kopasz-hegy területén helyezkedik el, a Szerencs-patak dél felé kinyúló völgymedencéjének északkeleti szárnyán. 1958-ban kezdődik meg a hegység délnyugati részének nagy kutatófúrási programja. A magaslatok közül a 400 m alattiak riolitos vagy riolittufás, a többiek andezit anyagúak. A lejtőkön a riolittufa különböző változatai bukkannak a felszínre. A Kopasz-hegyen és a környékén található lejtőkön a képződmények települési sorrendje a következő: andezit, réteges, leveles riolittufa, vastagpados riolittufa, vastagpados, cementált riolittufa. A kőzet jellegzetessége a hólyagüresség, a néhány cm3-es térfogattól a több 3 dm -es térfogatú üregekig változhat méretük. A kőzetben a kémiai összetételből fakadóan gyakoriak a vasoxidos, mangánoxidos, vörösesbarna, sötétbarna vagy fekete színű bevonatok is. 120

Kőbányák optimális jövesztéstechnológiájának

kialakítása

A bányában évente átlagosan 1 millió tonna követ termelnek ki. A 300 és 400 mBf szintek között 5 szinten kb. 20 méteres szintmagassággal, kb. 300 méteres fejtési hosszon történik a jövesztés, fúró-robbantó technikával. Az 1,2 m-nél kisebb darabok az előtörőre kerülnek. Törés, meddőleválasztás és osztályozás után az anyag 2,8 km hosszúságú gumiszalagon jut le a község szélén kialakított finom-törő és osztályozó rendszerre. A bányát erdők, kissé távolabb szőlők veszik körül. A robbantások káros hatásainak kitett létesítmények nincsenek a közelben. A bányában a nagyfúrólyukas robbantástechnológiák közül a 2 soros oszlopos sorozatrobbantást alkalmazzák. A robbantólyukakat a saját tulajdonú TAMROCK típusú fúrógéppel és/vagy bérfúrást igénybe véve MONTABERT típusú, ütveforgatva működő géppel fúrják ki. A robbantási feladatokat az üzem saját, jól felkészült robbantószemélyzete oldja meg. A rakodógép KOMATSU-dömperekre rakja a készletet. A szállító jármüvek 200...700 m út megtétele után ürítenek az előtörőre. [3]

A KET BANYA ÜZEMI ROBBANTASTECHNOLOGIAJA A robbantáshoz szükséges robbantóanyagokat a miskolci MIKEROBB Kft. szállítja. A sárospataki bánya robbantástechnológiájának paraméterei:

székhelyű

• •

a homlok és a lyukak dőlésszöge: a = 75° ± 4° előtét az 1. sorban Wi = 2,5 ± 0,3 m a II. sorban W2 = 2,8 ± 0,3 m • lyuktávolság az I. sorban Ei = 3,0 ± 0,6 m a II. sorban Ei = 2,8 ± 0,8 m • munkaterület T = 7,5...8,5 m2 • fojtáshossz az I. sorban lfl = 3,0 ± 0,3 m a II. sorban 1G = 2,6 ± 0,4 m • a túlfúrás hossza: lt = 1,0 ± 0,2 m • a robbantó lyukak hossza: L = 17 ± 1 m • időzítés a szomszédos töltetek között: Axt = 25 ms. • időzítés a sorok között: x s =100ms. • alkalmazott robbanóanyagok: lábtöltetként: ANDO-ÉV főtöltetként: ANDO-prill • alkalmazott gyutacssorozat: DeM-S (1-30 fokozat). • a fojtás anyaga: fúrópor. 121

Böhm Sz.

A tállyai bánya robbantástechnológiájának paraméterei: • •

• • • • • • •

• •

a homlok és a lyukak dőlésszöge: a = 75° ± 4° előtét az I. sorban Wi = 3,0 í 0,4 m a II. sorban W2 - 3,2 ± 0,4 m lyuktávolság az I. sorban E = 3,3 ± 0,3 m a II. sorban E = 3,3 ± 0,3 m munkaterület T = 10... 12 m2 fojtáshossz az I. sorban lf] = 3,0 í 0,3 m all. sorban Iß = 3,0 ± 0,3 m a túlfúrás hossza: lt - 0.. .2 m a robbantólyukak hossza: L = 21... 27 m időzítés a szomszédos töltetek között: Axt = 25 ms. időzítés a sorok között: x s =100ms. alkalmazott robbanóanyagok: lábtöltetként: ANDO-ÉV főtöltetként: ANDO-prill, ANDO alkalmazott gyutacssorozat: DeM-S (1-30 fokozat). a fojtás anyaga: fúrópor.

Jól látható, hogy az egyes geometriai paraméterekben az indokoltnál nagyobb a pontatlansága 1][3] Az üzemi robbantások következtében a készlet viszonylag magasan helyezkedik el, és az aprítás mértéke sem kielégítő. Rendszeresen maradnak vissza kőzetlábak. Ezen hatások elkerülése érdekében dolgoztunk ki kísérleti úton új technológiákat.

JAVASOLT ROBBANTÁSTECHNOLÓGIÁK A legfontosabb az előtét helyes megválasztása. Előtét a töltet távolsága a szabad felülettől.[4] (Nem szabad összetéveszteni a peremtől a robbantólyukig mért távolsággal (W )!) Amennyiben a lyukak dőlésszöge 75°-os, akkor a következő összefüggés írható fel: W = W* - sin 75° « 0 , 9 6 -W* A káros repeszhatás elkerülésére ismert egyszerű összefüggés: 122

(1)


W

kialakítása

>20-d

"min —

A U

"max

(2)

ahol dmax - a robbantólyuk átmérője (esetünkben 89, 92 vagy 95 mm), de ha a lyuk széles rést harántol, akkor d helyébe dmax értéket, vagyis a rés „átmérőjét" kell írni. (W helyett azért szerepel itt Wmin, mert lehetnek a bányafalon olyan szakaszok, ahol a rakodógép részben alászedett, ill. lehetnek olyan lazább kőzetrészek, amelyek kihullanak. Ilyen helyeken lecsökken az előtét W-ről az itt mérhető Wmin értékre.) Általános esetben tehát a minimális előtét a sárospataki bányában: Wmm >20-0,095m = l,9m valamint a tállyai bányában: Wmm >20-0,089m = l,8m ami a tetőn a peremvonaltól számítva (1) képlet segítségével meghatározható: a sárospataki bányában:

'

'

°'96

a tállyai bányában:

°'96

Az előtét meghatározására már széles körben elterjesztett és bevált számítási képlettel dolgozunk: W = 0,88 • d qm

'

[m],

(3)

pra - a robbanóanyag töltési sűrűsége [kg/m3]; q - a fajlagos robbanóanyag-fogyasztás [kg/m3]; m - a közelségi tényező; E / W; E - a soron belüli lyuktávolság [m] Ezek: pra = 760 kg/m3, az ANDO-prill töltési sűrűsége, q ~ 0,7 kg/m3 a várható érték ANDO-prill és ANDO-ÉV töltetkonstrukciónál a „nagytömbös" kőzetben, m = 0,95 a javasolt érték. ahol

123

Böhm Sz.

Az adatok behelyettesítésével a következő értékeket kaptuk: W = 0,88 • 0,095 • — — — « 3,5m a sárospataki bányánál: W0"0'95

a tállyai bányánál:

W = 0,88 • 0,089 • 7 6 ° ' ' '

= 2,7 w.

Ezeket az értékeket, amit úgy kell értelmeznünk, hogy a sárospataki bánya nagytömbös kőzetében Wn = 3,0 m, a cserepes kőzetében Wcs = 4,0 m, a tállyai bánya nagytömbös kőzetében Wn = 2,7...3,0 m, a cserepes kőzetében Wcs = 3,5.. .4,0 m előtéttel célszerű dolgozni. Az első töltetsor előtété a tetőn a peremtől mért W* távolságra tűzhető ki:

a sárospataki bánya esetében:

W*= — '

= 3,2

ill. 4,2 m, W W = — — = 2,8...3,1 n QA a tállyai bánya esetében: ' ill. 3,6.. .4,2 m. A robbantási paraméterek meghatározásának következő paramétere a munkaterület (T), ami az egy sorban levő két szomszédos robbantólyuk távolságának szorzata az előtéttel.[4] Kétsoros robbantásnál andezitben általában T = 13... 15 m2 ajánlott. Ebben az esetben a sárospataki bányában a cserepes kőzetnél T = 15 m2, a nagytömbös kőzetnél T = 7...9 m2, továbbá a tállyai bányában a cserepes kőzetnél T = 14 m2, a nagytömbös kőzetnél T = 8,5... 10 m2 értékekkel lehet számolni. A közelségi tényező értelmezése a szomszédos töltetek közötti távolság (E) és az előtét (W) hányadosa. Jelenleg a sárospataki bányában 0,85...0,90 értéket alkalmaznak, de javaslatunk szerint azt célszerű megnövelni 0,95 értékre. A tállyai bányában m = 1,00... 1,05 közelségi tényező értéket használnak, azonban itt is érdemes növelni az értéket legalább 1,10-re. A soron belüli lyuktávolság az alábbi összefüggéssel írható fel: E = m-W

[m](4)

Az adatok behelyettesítésével a sárospataki bánya esetében a nagytömbös kőzettartományban 2,8 m, a cserepes kőzettartományban pedig 3,8 m értékeket 124


kialakítása

kaptunk az E-re. Ebből számítva az átlagos munkaterület 8,5 m2 illetve 15 m2. A tállyai bányában az értékek a következőképpen alakulnak: Etömbös= 3,1...3,2 m, ECserepes= 4,0...4,2 m, az átlagos munkaterület 9 m2 illetve 15,4 m2. A robbantás eredményességét jelentősen befolyásolja a fojtás jósága. A fojtás a töltési tér lezárása, illetve a rátett töltet letakarása tömítőanyaggal a robbantás hatásának irányítása és a robbanási energia hasznosítása érdekében.[5] A jó minőségű fojtás szükséges hossza a következő képlettel számítható:

, ahol

(5)

D - a robbanóanyag detonációsebessége, [m/s]; Ci - a kőzetben terjedő hangsebesség, [m/s]; pf - a fojtás sűrűsége, [kg/m3]. A főtöltetnek javasolt ANDO-prill detonációsebessége D = 3300 m/s, a sárospataki bánya andezitében terjedő hang átlagsebessége kb. Q = 3750 m/s. A javasolt minőségű fojtás sűrűsége a lyukban pf ~ 1800 kg/m3. Az adatok behelyettesítésével a sárospataki bányában 2,5 m, a tállyai bányában 2,0 m hosszúságú, jó minőségű fojtást kell alkalmazni. Biztonsági okokból a sárospataki bánya esetében az első sorban 3,0 m, a hátsó sorban 2,0...2,5 m, a tállyai bánya esetében az első sorban 2,5 m, a hátsó sorban 1,5...2,0 m hosszú fojtás ajánlott. A szomszédos töltetek közötti időzítés meghatározására az alábbi képletet alkalmazhatjuk: 105

r ,» op1

1 0 5

= C.

0A7

^

= 26 Jms » 25ms 3750

,„

A tölteteket a DeM-S, 30 fokozatú villamos gyutacssorozat elemeivel iniciálják. Az indítás a lábtöltetben történjen. A töltetsorok közötti időzítést tapasztalat szerint 100 ms-ról 125... 150 ms-ra meg kell növelni mindkettő bánya esetében. A túlfúrás a tervezett kitörésen (az alsó szinten) túlra nyúló lyukszakasz. [4] Javaslatunk szerint a bányákban 1,5 m-es túlfúrás ajánlott. [6]

125

Böhm Sz.

A sárospataki bányában a javasolt robbantástechnológiai paraméterek: • •

a homlok és a lyukak dőlésszöge a = 75 ± 1°, előtét a) nagytömbös kőzetben Wj = 3,0 ± 0,2 m, W2 = 3,3 ± 0,2 m b) cserepes kőzetben Wi - 4,0 ± 0,2 m, W2 = 4,4 ± 0,2 m távolság a peremtől ill. az 1. sortól a) Wi*= 3,1 ± 0,2 m; W2*= 3,4 ± 0,2 m b) W,*= 4,2 ± 0,2 m; W2*= 4,6 ± 0,2 m lyuktávolság a) Et = 2,8 m, b) Ecs = 3,8 m a túlfúrás hossza lt = 1,5 ± 0,2 m, a robbantólyukak hossza 15 m magas falaknál L = 17,0 ± 0,2 m fojtáshossz: I. sorban mindenütt: In = 3,0± 0,2m, II. sorban mindenütt: l ß = 2,0.. .2,5 m időzítés a szomszédos töltetek között Ax = 25 ms, időzítés a sorok között T = 125... 150 ms.

• • • • • • •

A tally ai bányában a javasolt robbantástechnológiai paraméterek: • • • • • • • • •

a homlok és a lyukak dőlésszöge a = 75 ± 1 °, előtét a) nagytömbös kőzetben Wi = 2,7 ± 0,2 m, W2 = 3,0 ± 0,2 m b) cserepes kőzetben W] = 3,6± 0,2m, W2 = 4,0±0,2m távolság a peremtől ill. az I. sortól a) Wi*= 2,8 ± 0,2 m; W2*= 3,1 ± 0,2 m b)W,*=3,8±0,2m; W2*= 4,2 ± 0,2 m lyuktávolság a) E, = 3,l±0,2m, b) Ecs = 4,0±0,2m a túlfúrás hossza lt = 1,5 ± 0,2 m, a robbantólyukak hossza 20 m magas falaknál L = 22,2 ± 0,2 m fojtáshossz: I. sorban mindenütt: ln = 2,5 ± 0,2 m, II. sorban mindenütt: lo = l,5...2,0m időzítés a szomszédos töltetek között Ax = 25 ms, időzítés a sorok között x = 125... 150 ms.

A mai bányaszinteken ± 1 m-es szintkülönbségek is előfordulnak. Természetes, hogy ezeket a szintbeli különbségeket is figyelembe kell venni a robbantólyukak fúrásánál. A töltetsorok száma: 2 db.

126


kialakítása

ÖSSZEFOGLALÁS A sárospataki (Szemince-hegyi) kőbánya és a tállyai (Kopasz-hegyi) andezitbánya kőzetanyaga két eltérő típusba sorolható, nagytömbös és cserepes kifej lödésűbe. Ez indokolta mind a kettő bánya esetében a két robbantástechnológia kialakítását. A megadott paraméterek pontos betartására törekedni kell, hiszen csak így érhető el a megfelelő szemcseszerkezetű anyag, aminek feldolgozása egyszerűbbé és olcsóbbá válik. Itt most nem térhetünk ki arra az előnyre, amit a robbantások káros környezeti hatásaiban bekövetkező csökkenés jelent.

Felhasznált irodalom [1] Bohus, G.: Szakvélemény a sárospataki Szemince-hegyi kőbánya jövesztéstechnológiájának felülvizsgálatáról. A Miskolci Egyetem szakvéleménye, 2005. december [2] Beregszászi, J. - Bohus, G.: A kőbányai robbantások kőzetaprító hatásának fokozása, Építőanyag, XXXIII. évf, 1981.9. szám [3] Bohus, G.: Szakvélemény a tállyai Kopasz-hegyi jövesztéstechnológiájának felülvizsgálatáról. A Miskolci szakvéleménye, 2005. december

kőbánya Egyetem

[4] Bohus, G.: Robbantástechnikai terminológia, Bányászati és Kohászati Lapok Bányászat, 1980. N2 10 [5] Bohus, G. - Horváth, L. - Papp, J.: Ipari robbantástechnika, Műszaki Könyvkiadó, 1983. [6] Bohus, G.: A talptöltetek kiváltásának lehetőségei a COLAS-ÉSZAKKŐ Kft. kőbányáiban. A Miskolci Egyetem szakvéleménye, Miskolc, 2004.augusztus

127


AZ EURÓPAI SZÉNIPAR ÉS KIHÍVÁSAI

Markus Kosma A Mátrai Erőmű Rt Igazgatóságának tagja

A szén Európában fontos energiahordozó.2004-ben az európai feketeszén termelés és import több mint 400 Mill, t volt. A barnaszéntermelés kereken 600 Mill, t-t tett ki. Ezzel Európa Kína és az USA mögött a világ harmadik legnagyobb szénfelhasználó régiója. A szén olcsó, nagy mennyiségben áll rendelkezésre, gond nélkül tárolható és a szállítása is kockázatmentes. A szenet főleg a villamosenergia-termelésben hasznosítják és az atom- és vízenergiával együtt biztonságos és kiegyenlített alapját képezi az EU villamosenergia-termelésének. A szén az Európai Közösségben nélkülözhetetlen, ahol a szénnek a villamosenergia-termelésben betöltött szerepe az Európai Közösség bővítésével jelentősen nőtt. Az EU 25 tagállamában (EU-25) a 2004. évi bruttó villamosenergia-termelés 3.000 TWh fölötti volt (1. ábra). Ebből 1/3-1/3-részarányt képviselt a szén és atomenergia, 18%-ot a földgáz, 5%-ot az olaj és 12%-ot a megújuló energiák. Az EU a 700.000 MW-ot megközelítő erőműi kapacitásával a világ villamosenergia-fogyasztásában közel %-el részesedik. Az egyes energia-hordozók aránya a 25 tagállam villamosenergia-termelésében igen széles spektrumot ölel fel: Pl. a szén esetén 1%-tól (Lettország) közel 90%-ig (Lengyelország), a földgáz esetén 1%-tól (Észtország) közel 60%-ig (Hollandia) terjed. A szén az acél- és alapanyagiparban betöltött szerepe mellett az Európai Unió versenyképes, környezetbarát és biztonságos villamosenergia-termelésében jelentős szerepet fog betölteni. Ugyanakkor a szén nagy kihívások előtt áll, amelyeket az alábbiakban kívánom röviden bemutatni.

129

Markus K.

Az EU 25-ök villamosenergia-termelésének összetétele (2004)

TWh

(%)

(%)

o o

EU 25 Lengyelo. Cseh Közt Görögország Németország Spanyolország Egyesült Kir. Magyaro. Olaszo. Belgium Franclao. Bulgária Románia

részarány (1

szén arány

^ ^ ^ ^

m

M M

lâ^l^l^l^^^l^M

10 • szón

20

30 • olaj

40

50 D gáz

60

70

• atom

80

90

156 84 55

94 68 59

607 280 395 33 276

49 28 33 25 17

548 42 57

4 45 41

100

• egyéb (viz)

Porrás: EURACC AL

Az EU-25-ben 2020-ig az elavulás miatt kereken 200.000 MW erőműi teljesítményt kell pótolni és az ugyanebben az időszakban kereken 50%-al emelkedő villamosenergia-igény miatt további 100.000 MW-ot kell telepíteni (2. ábra). Csak az EU-ban 900 Mrd. €-ra becsülik a következő 25 évben előálló erőműi és hálózati beruházási igényt. Ezek az összegek a tőkepiacokon csak akkor mobilizálhatók, ha a peremfeltételek a beruházók számára a szükséges megtérüléseket és tervezési biztonságot biztosítják. Ehhez piacgazdasági jogi keretekre és olyan szabályozó környezetre van szükség, amely elősegíti a versenyt és a vállalatok számára a szükséges piaciár-információkat biztosítja, valamint megfelelő ösztönzést jelent a beruházási döntéseikhez.

130

Az európai szénipar és kihívásai

Látható, hogy a szénhidrogéneknek és a megújuló energiáknak a villamosenergia-termelésben betöltött abszolút és relatív növekvő aránya ellenére a szénre a villamosenergia-termelés mintegy tartó oszlopaként továbbra is szükség lesz. A hosszútávú energiapolitikában ezért a szén számára továbbra is nyitva kell hagyni a szükséges opciókat. Ez különösen akkor érvényes, ha figyelembe vesszük, hogy az EU már ma is erősen függ - és a jövőben ez még csak növekedni fog - a politikailag instabil olaj- és gáztermelő országokból történő importtól. Az ellátásbiztonság mellett a lehetséges technológiák megválasztásánál a klímavédelem és a villamos energia gazdaságos rendelkezésre bocsátását is figyelembe kell venni. Az EU kötelezettséget vállalt arra, hogy a 6 Kyoto-i gáz emisszióját 19992008/2012 között 6%-al csökkenti. Az eddig elért szint figyelembe vételével (-2%) úgy tűnik, hogy ez elhibázott cél. Ezért szorgalmazza most az EU az emisszió kereskedelmet. A megfelelő irányelv 2003. októberben lépett hatályba és a C0 2 egysékkvótákkal történő európai kereskedelem 2005-ben kezdődött. 131

Markus K.

A C02-költség a különböző energia-hordozók sorrendjét megváltoztatta az ipari költséggörbén. így az egységkvóta-ár, a kiosztási módszer és a versenyviszonyok függvényében változik a szén, gáz és az atomenergia sorrendje. Azon tény figyelembe vételével, hogy a szénalapú villamosenergia-termelés közben kb. kétszer annyi C0 2 emittálódik, mint a gáz esetén, a C02-ár különösen a szénerőművek villamosenergia-termelési költségét befolyásolja. A kibocsátás kereskedelem előtt a C02-egységkvóta-díjakat 5-10 €/t C02-re prognosztizálták. Az árak időközben ténylegesen a 20 €/t- C02-re álltak be. Ennek magyarázatát a gázárak változásában kell keresni, mert a tüzelőanyag-költség és az egységkvóták piaci értéke együttesen határozzák meg az energia-hordozók közötti versenyt (3. ábra). Növekvő gázárak mellett ezzel együtt az intenzívebb C02-kibocsátással járó szénerőmüvek villamosenergia-termelésének jövedelmezősége is nő. Ez növeli a C02-egységkvóták iránti keresletet és ezáltal ezek árát is, különösen azáltal, hogy többek között Lengyelország és Csehország allokációs terveinek lecsökkentése révén a piacot politikailag tudatosan szűkítették.

A C0 2 -költség hatása az árképzésre C0 2 -ár a határköltség kiegyenlítésére

Határköltség €/MWh

7

6 -E

• Szén DGáz

5 -E

C0 2 -költség

4 3 [üzelőanyag-költség

2 -E

1 -í 0

határköltség 1999-2001 (IEA Study 2003)

határköltség 2005-2006 (előrejelzés)

A szén és gáz tüzelőanyag-költsége a C0 2 -egységkvóták díját is meghatározza Fon-ás: IEA / EURAC'OAL

132

Az európai szénipar és kihívásai

Eszerint a kibocsátás-kereskedelem mélyreható következményekkel jár az összes piaci szereplőre nézve, és ha ésszerűen alakítják, közgazdasági ösztönzést jelent a villamosenergia-termelés ökológiai megújításához. Új szénerőművek építése a C02-csökkentés költség-hatékony módja. A modern szénerőművek hatásfoka ma már több mint 40%. Ez az érték kereken 20%-al magasabb az 50-es és 60-as években épített és most helyettesíteni szükséges erőművekéhez képest. (4. ábra).

A villamosenergia-termelés hatásfokának fejlődése

•í-K

Arr+20% :0% }> 40 40-45;% 31-36% 25-31%

Í

4

Holnap lehetséges

Ma megvalósítható 50, 150, 300

300, 600

up to 1000

1950-1970 ' 1970-1990 ' 1990-2010 ' >2010

Blokkméretek MW-ban

A hatásfok-javítások a CO?-emissziók csökkentését eredményezik

A por, kén és NOx emisszió-csökkentése ezzel éppúgy együtt jár, mint a sokkal alacsonyabb C02-emisszióé. És még akkor is, ha nagy csökkentések szükségesek a C02-emissziókban, a fosszilis tüzelőanyagok mindig szolgálnak megoldással. Ezt a hosszútávú tételt a „Clean-Coal-technológiával („tisztaszén-technológia") lehet illusztrálni. A C02-menmtes fosszilis tüzelésű erőmű elképzelése még további kibocsátás csökkentési potenciált takar. Az erőmű-technikában a hatásfok-növelés elsődlegességéhez képest itt a C02-leválasztás és a C02-tárolás esetén másodlagos intézkedésekről van szó. Az ehhez szükséges pótráfordítások a mai ismeretek szerint roppant nagyok. A ma ismert leghatékonyabb technikához képest: 133

Markus K.

r Az erőmű fajlagos tőkeköltsége egy kb. 2-es faktorral nő, >* A villamosenergia-termelési költség kb. 80-150%-al nő, P~ A források felhasználása a hatásfok-csökkenés miatt kb 1/3-ával nő. Ma a C02-leválasztással és -tárolással járó C02-mentesítési költséget kb. 40-70 €/t C024-re becsülik. A kutatás és fejlesztés célja e költség csökkentése. A gazdaságosság mellett viszont a társadalmi elfogadottsága is szerepet fog játszani. Ez mind a villamosenergia-termeléshez szükséges sokkal magasabb forrás felhasználást, mind a C02-nek víz- és régi olaj- és gáztározókban történő hosszú távon biztonságos tárolását is érinti. A C02-mentes erőmű-technika legkorábban 2020 körüli széles kereskedelmi alkalmazhatóságáig ebből kifolyólag első sorban a villamosenergia-termelés hatékonyságának növelését és ezzel együtt az alacsony C02-kibocsátású erőmüveket kell szorgalmazni. Az új, kereskedelem-képes erőműtechnika fejlesztése magas ráfordításokat követel. A szűk piacokra tekintettel a kutatás megfelelő támogatása nélkülözhetetlen. Ennek ideológia-mentesen kellene az összes opciót figyelembe vennie, különösen a tartós klímavédelemben rejlő magas potenciálok miatti hatékonyság-növelés érdekét szolgáló fejlesztéseket. Számos KF-projektben üzemeltetők, gyártók és egyetemek együtt dolgoznak, hogy egyrészt további hatásfok-növelést érjenek el különösen a gőzparaméterek nyomás és hőmérséklet - növelésével, másrészt a C024-leválasztási és elkerülési technológiákat és ezáltal a C02-mentes erőmű elképzelését reális hosszú távú opcióvá formálják. Összegzésképpen megállapítható, hogy a szén, mint primer energia-hordozó továbbra is döntő pozíciót foglal el Európa gazdaságos, környezetbarát és biztonságos energia-ellátásában. Új, nagy teljesítményű erőmű-technológiák és az energia-hatékonyság további javítási potenciáljai jó előfeltételét képezik annak, hogy a szén a nyitott európai piacon továbbra is megállja a helyét. Források: [1] EURACOAL: Coal industry across Europe 2005, September 2005 [2] Dr. Dietrich Böcker: Die aktuellen Herausforderungen fúr die europäische Kohleindustrie, World of Surface Mining, Februar 2004 („Az európai széniparral szembeni legújabb kihívások") [3] RWE Power: power: Perspektiven 2005 Innovation zur Klimavorsorge in der fossil gefeuerten Kraftwerkstechnik, RWE Power AG, März 2005 („power:" : Az RWE AG belső kiadású dolgozói folyóirata) (power: 2005-ös kilátások, klímavédelmi innovációk a fosszilis tüzelésű erőmű-technikában", RWE Power AG, 2005 március)

134


A RAJNA-VIDÉKI BARNASZÉNBÁNYÁSZAT Markus Kosma A Mátrai Erőmű Rt Igazgatóságának tagja

Bevezetés A barnaszén Németországban elegendő mennyiségben rendelkezésre álló energiahordozó, amely szubvenciók nélkül versenyképes. Az atomenergiából történő folyamatos, szóban forgó kiszállás következtében is nő azon kötelezettségünk, ami a megmaradt energia-hordozóknak - és különösen a hazai barnaszénnek, mint energia-forrásnak - a német ipar és a magánháztartások energia-ellátásának biztosítására történő felhasználását jelenti. Ez annál is inkább érvényes, mivel a világ kőolaj- és földgáz-tartalékai politikailag és gazdaságilag instabil területekre koncentrálódnak. A németországi stabil villamosenergia-felhasználási előrejelzések közép- és hosszú távon jó perspektívákat jeleznek a németországi barnaszenek felhasználására. A jelenlegi CCVjogszabályok Németországban legalábbis középtávon megbízható peremfeltételeket teremtenek. Az RWE AG konszernen belül az európai kontinensre vonatkozóan az RWE Power AG fogja össze az energia-hordozók termelését és az ebből megvalósuló villamosenergia-termelést (1. ábra). Az RWE Power 32%-os piaci részesedésével Németországban az egyik vezető villamosenergia-termelő. Az RWE Power villamosenergia-termelése több lábon áll: A barnaszén- és atomerőművek alapterhelésűek, a feketeszén- és gázerőműveket, valamint a megújuló energiákat főleg középterhelésű és csúcserőművekként üzemeltetik. Ezek közül a barnaszén mintegy tartóoszlopa az RWE Power AG energia-termelési portfoliójában. A rajnai barnaszéntermelés fő részét, 90%-át az RWE Power tulajdonában lévő barnaszén-erőművekben hasznosítják. 135

Markus K.

Ezek az erőmüvek a kereken 73 TWh-s nettó évi villamosenergia-termeléssel Eszakrajna-Vesztfália villamosenergia-fogyasztásának több, mint 50%-át, ill. a teljes Német Szövetségi Köztársaság villamosenergia-fogyasztásának 15%-át fedezik. A barnaszén villamosenergia-termelésre történő hasznosítása mellett még kb. 10%-ban a Frechen-i. Fortuna-Nord-i és a Wille/Bernrath-i saját szénelőkészítő üzemeiben hasznosul, ahol szilárd tüzelőanyagokká - brikett és szénpor -, valamint a környezetvédelem számára szánt termékekké (barnaszénkoksz) alakítják át. Éppen ezen nemesített termékeknek vannak pozitív piaci perspektívái az olaj és feketeszén magas világpiaci ára következtében.

RWE - Európa második legnagyobb villamos energia termelője

P%

Az egész világon a legnagyobb barnaszén-termelő

A 2004. évi vi lamos energia-termelés • Vili. en. • Teljesítmény

265

TWh

44

GW

A 2004. évi nyersanyag-termelés • Barnaszén

107

Mio. t

• Földgáz

2,2

Mrd. m3

• Kőolaj

5,6

Mrd. m3

051018 Vortrag_OfcBKt_hiJ -3-

136

RWE Power (BRD): 192 TWh (Piaci rész.: 32 %) Water and others 3%

Gas 6 o /o

A Rajna-vidéki

barnaszenbanyaszat

Az RWE Power AG külfejtései A három nagy külfejtés, a Hambach, Garzweiler és Inden összesen kereken évi 100 millió tonna barnaszenet termel (2. ábra). Ez a három bánya az RWE Power erőműveinek és szénelőkészítő üzemeinek hosszútávú ellátási bázisát képezi. A bányák engedélyekkel biztosított szénkészletei majdnem 4 Milliárd tonna. Ez a jelenlegi és tervezett erőműpark és szénelőkészítő üzemek ellátását kb. 40-50 évig biztosítja.

A Rajna-vidéki külfejtések -m~i

f^

RWE

Grevenbroich

Tgb. Hambach 35 - 40 Mio. t/a

Termelés kereken 100 Mio. t/a Nemesítés: kereken 4 Mio. t/a száraz-barnaszén Engedélyekkel biztosított tartalék 40-50 évre

061018 Vortrsg_OMBKE_hu -8-

Az Inden bánya évi kb. 20-25 millió tonna széntermelését a hozzátartozó Weißweiler-i erőmű veszi át, az egyéb erőműi célú széntermelés kb. azonos arányban, azaz egyenként 35-40 millió tonna/éves termeléssel a Garzweiler-i és Hambach-bányák között oszlik meg. Ezt a szenet a saját tulajdonú vasúthálózaton szállítják a Neurath-i, Frimmersdorf-i, Niederaußem-i és Goldenbergwerk-i erőművekbe, valamint a szénelőkészítő üzemekbe. Ahhoz, hogy a piaci kihívásoknak a jövőben is megfeleljünk, a Rajna-vidéki barnaszenes erőmüveket és szénelőkészítő üzemeket alacsonyabb költséggel termelő és a környezetet jobban kímélő üzemekké kell átalakítani. Ugyanígy a 137

Markus K.

bányáknak is hosszútávon kedvező és környezetkímélő módon termelt tüzelőanyagokat kell rendelkezésre bocsátaniuk.

A Rajna-vidéki barnaszén-külfejtések műszaki adatai A Rajna-vidéki barnaszéntermelés a méretek alapján (mélység, tömegmozgatás, terület-igénybevétel) manapság és a jövőben is világszerte egyedülálló követelményeket támaszt a szállítási technikával és ennek karbantartásával szemben. A Hambach-külfejtés az eredetileg 2,5 Milliárd tonnás szénvagyonával különösen alkalmas arra, hogy a rajnai medence külfejtéses technikáját, teljesítő képességét és fejlettségét bemutassa (3. ábra).

f*%

A Hambach •i külfejtés

f

|Sfi ^t-^^^X ^^B

T

a

b

Elsdorf

í

^

^Tgb. BM helm

- Hambach I

^^*ÉP*

l^^l )Jrm

Műszaki specifikációk • Széntermelés: • Meddotermelés: • Jövesztési kapacitás: • Hányóképzési kapacitás:

SV. m Düren

A széntelep • Szénvagyon: • • • •

Telepvastagság: Letak. arány: max. mélység: Üzemterület:

05101ßVortrag_Of*BKE_hu-'1-

Neue Trassen; A 4, Hambachbahn

1,94 Mrd. t 70 5,6:1 470 3.300 ha

• Szalagpályák: • Létszám :

40 Mio. t 245 Mio. m3 6 x 240.000 2 x 100.000 6 x 240.000 1 x 100.000

m3/d m3/d m3/d m3/d

95 km 1.500

"•

A Hambach-külfejtés számára új és nagyobb teljesítményű gépeket és berendezéseket kellett kifejleszteni és megépíteni. így készültek a max. 240.000 nvVnap teljesítményű marótárcsás kotrógépek. Az addig az időpontig a többi bányában alkalmazott jövesztögépekkel és szállító berendezésekkel a viszonylag kedvezőtlen 6,2:l-es letakarítási arányú bánya nyitása műszakilag aligha lett volna lehetséges és gazdaságilag nem lett volna realizálható. 138

A Rajna-vidéki

barnaszénbányászat

Jelenleg a rajnai barnaszénmedencében 18 nagy marótárcsás kotrógép üzemel. A legidősebb, még működő gép az 1955-ben üzembe helyezett 255. számú az Inden-külfejtésben, amelynek teljesítménye 100.000 m3+t/nap. A kotrógépek termeivényeit a külfejtésekben 20 hányóképzőgép és további 26 bunkertéri gép és vasúti rakodó berendezés kezeli. A Rajna-medence külfejtései és speciálisan az 1978-ban megnyitott Hambach-bánya világszerte egyedülálló műszaki felszerelésekkel rendelkeznek. Ez a saját fejlesztésű és a sokéves üzemi tapasztalatokkal érlelődött technika teszi a Hambach-bányát az évi kereken 40 millió tonnás szén- és 245 millió m3-es meddőtermelésével még ma is az egyik legnagyobb teljesítményű lazakőzet külfejtés a világon.

Ökológia és környezetvédelem A külfejtések nyitott, helyüket változtató és terület-intenzív üzemek formájában folyamatosan veszik igénybe a tájat. Ezt egyenlíti ki a rekultivációval végrehajtott, a bányaműveléshez közvetlenül csatlakozó mező- és erdőgazdasági újrahasznosítás. Ennek évi növekménye megfelel a bányamüvelés éves terület-igénybevételének.

Az Inden külfejtés

RWE

Műszaki specifikációk • Széntermelés: • Meddotermeléás: • Jövesztési kapacitás:

23 Mio. t 80 Mio. m3 3 x 100.000 m3/d 1 x 80.000 m3/d

• Hányóképzési kapacitás:4 x 100.000 m3/d • Szállítószalagok: • Létszám:

50 km 1.000

A széntelep • Szénvagyon: 0,59 Mrd. t • Telepvastagság; 35 m • Letak. arány: 3,3:1 • max. mélység: 230 m • Üzemterület: 1.400 ha 051018 Vor1rag_CfcBKE_hu -16-

139

Markus K.

Az időszerű újrahasznosítás kiváló példájaként említhető az Inden-külfejtés (4. ábra)., ahol szükséges az Inde-folyó áthelyezése. Az Inden bányát ma 4,5 km hosszon a bevágott Inde-folyó szeli át.2005 végén az Inde régi medrét a bánya átvágja (5. ábra). 2005 szeptembere óta az „új" Inde Lamarsdorf helységtől északra, egy kb. 12 km hosszú ívben, rekultivált területen a bányától Ny-ra létesített mederben folyik. A bánya előrehaladása miatt kényszerű meder-áthelyezést felhasználtuk ökológiai kiértékelésre. Nemcsak pusztán az állat- és növényvilág számára sikerült javítást elérni, hanem értékes, ma már a környező lakosság által is nagyon jól befogadott üdülőterület alakult ki.

Az Inde folyó árhelyezése

A természetes talajvízháztartásba történt beavatkozások kiegyenlítésének jó példája annak, hogy mennyire veszik figyelembe az ökológiai szempontokat a Rajna-vidéki barnaszénbányászatban. Mivel a Garzweiler-i bányától É-ra lévő lápvidékre negatív hatással van a bánya vízemelése, ennek megfelelő átfogó kompenzációs intézkedésekre került sor. Ennek megfelelően a bányában emelt vízmennyiség jelentős részét, mintegy 550 millió m3-t táplálnak vissza az ökoszisztémába.

140

A Rajna-vidéki

barnaszenbányászat

A szociális felelősség A jövő sikeres alakításának előfeltétele a barnaszén bányászat és a környező lakosság jó viszonya. Különösen érvényes ez az áttelepítések szociálisan elviselhető formában történő végrehajtására. A következő 10 évben ennek kapcsán különösen nagy kihívások előtt áll a rajnai barnaszénbányászat. így a Garzweiler-i külfejtés további üzemeltetése miatt (5. ábra) 5.000 lakos számára kell új otthont teremteni.

A Garzweiler-i külfejtés

RWE <J>0eiien

Műszaki specifikációk • Széntermelés:

37 Mio. t 140 Mio. m 3

• Meddotermelés:

Erkelenz

• Jövesztési kapacitás: I

Garzweí ler It j

Kückhoye 1

'

\ Lüta A r a t n i 1 ^V~1,flB

JV. j

2 x 240.000 m3/d 4 x 100.000 m3/d

• Hányóképzési kap.:

2 x 240.000 m3/d 5 x 100.000 m 3 /d

L flTlrcRM Gafzweller 11

• Szállítószalagok: \f^í " :"ÜA

^"^

ÉBJ "" ííp

70 km

• Létszám :

1.900

A széntelep • Szénvagyon:

,66 M r d . t

• Telepvastagság:

35 m

• Letak. arány:

4,5:1

• max. mélység: • Üzemterület: 061018 Vonrag Or»6KEJiu -13-

•

210 m 2.700 ha

ff

Azért, hogy a lakosokat az érdekeik megőrzése érdekében aktívan bevonjuk az áttelepítésbe, nagy, kb. 10-15 éves időbeli és tervezési előretartás szükséges. A gazdasági és szociális szempontok mellett ebben a fázisban egyedi érzelmi szempontokat is figyelembe kell venni. Ezek figyelembe vétele nélkül az RWE Power Rajna-vidéki tevékenységét hosszú távon nem fogadnák el. 141

Markus K.

A bányák közvetlen előterében élők és az átköltöztetéssel közvetlenül érintett emberek szempontjai figyelembe vétele mellett nagy a szociális kötelezettségünk a közvetlen környezetben lévő községekkel szemben is. A környező településeknek a bányák zaj- és poremissziói elleni védelmére szolgáló átfogó intézkedések mellett például közösen fejlesztjük ki az önkormányzatokkal az ipari parkokat, hogy ott az ipari fejlődést elősegítsük. így tartjuk meg aktívan a munkahelyeket és a gazdasági erőt a bányászatot követő területeken is.

Összefoglalás és kitekintés Az RWE Power a barnaszén termelésével és hasznosításával a németországi dinamikus ellátási piac kihívásaival felvette a versenyt. A rajnai barnaszénbányászat pozíciója technológiailag és gazdaságilag jó és megfelelő ahhoz, hogy a barnaszénnel ma és a jövőben is egyenletesen megbízható és versenyképes energia-hordozót kínálhasson fel.

Irodalom: [1] Dr. D. Gärtner: Stand der Tagebautechnik im Rheinischen Braunkohlenrevier; bergbau 7/2005 Dr. L Kulik: Die Rheinische Braunkohle auf ihrem Weg in die Zukunft; bergbau 4/2005

142


ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DEM FEUCHTIGKEITSGEHALT, HEIZWERT UND ASCHEGEHALT DER LIGNITFLÖZE IM ABBAUFELDES OST II DES TAGEBAUS VISONTA Markus Kosma Dipl. -Bergbauingenieur Mátra Kraftwerk A G

Bei der Kohlenverfeuerung in Kraftwerken sind der Feuchtigkeitsgehalt und der Aschegehalt des Brennstoffes wesentliche Qualitätsmerkmale. Der Feuchtigkeitsgehalt spielt insofern eine große Rolle, weil er beim Lignit rd. 50 % erreicht bzw. überschreitet. Zur Verringerung des Wassergehaltes besteht jedoch in Abhängigkeit von der Verwendungsart des Lignits grundsätzlich die Möglichkeit der Kohletrocknung. Bei der direkten thermischen Verwendung des Lignits in den Kraftwerkskesseln erfolgt im allgemeinen jedoch keine Vortrocknung. Dennoch ist die Bestimmung des Wassergehaltes und der sonstigen Parameter für den Verbrennungsprozess von Bedeutung. Bei der Ermittlung des lagerstättenbezogenen Feuchtigkeitsgehaltes zeigen die Erfahrungen, dass die aus den Erkundungsbohrungen ermittelten Werte nicht immer zuverlässig sind. Der Feuchtigkeitsgehalt der Proben wird nämlich durch die Art der Bohrungen sowie die Behandlung der ausgehobenen Bohrkerne (Wäsche, Lagerung usw.) beeinflusst. Deswegen ist man im allgemeinen bestrebt, anhand der Bohrdaten auf die tatsächlichen Feuchtigkeitsgehalte zu schließen. Eine Korrektur kann nach bestimmten Parametern erfolgen, deren Festslegung durch eine eingehende Analyse bekannter Daten mit größerer Zuverlässigkeit möglich ist. Dem Anspruch zur Korrelation kann man selbstverständlich auch anhand sonstiger Parameter (z.B. Kohlegehalt) gerecht werden. 143

Markus K.

Die Korrektur der gemessenen Werte des lagerstättenbezogenen Feuchtigkeitsgehaltes ist nach charakteristischen Werten möglich, die durch die Bohrungsart, die Umstände der Lagerung der Proben nicht oder kaum beeinflusst werden. Ein anderer Ansatz besteht darin, die Feuchtigkeitsgehalte der im Rahmen der Lagerstättenerkundung gewonnenen Bohrkerne mit den durch die Aufschließung der Flöze an gleicher Stelle entnommenen Schlitzproben zu vergleichen. Die vorliegende Studie stellt die Analysedaten der im Abbaufeld Ost II des Tagebaus Visonta entnommenen Schlitzproben durch eine Regressionsfunktionen fest. Als unabhängig veränderliche Daten der Flöze werden dabei der Heizwert Xi [kJ/kg] und Aschegehalt x2 [%] angenommen. Demgegenüber werden als abhängig Veränderliche der naturelle Feuchtigkeitsgehalt der Flöze y [%] angesehen. Durch die Regressionsuntersuchung [1] wurde für die einzelnen Charakteristiken entsprechend dem Produkt s [t/m2] aus der Schlitzlänge [m] und der Dichte [t/m3] der Probe ein Zusammenhang hergeleitet. Für eine Abschätzung des Feuchtigkeitsgehaltes wurde folgende Funktion gewählt: yb = A • xi + B • x2 + C Wir stellen die unabhängigen Parameter A, B und C nach den in den Schlitzproben gemessenen Werten yj, Xn, x2i und den Probegewichten Sj (i= 1,2,...N) fest, so dass die Quadratsumme der gewogenen Daten F durch Verwendung der xn, x2j -Werte mit ei = y b i - y i = A*x li + B • x2i + C - ys aus der vorherigen linearen Funktion gerechneten yt,i und der direkt gemessenen ys -Werte minimal sein sollte: N

y]siei F(A,B,C)=

- min

M

Die erforderliche und in vorliegendem Fall genügende Bedingung des Minimums ist, dass das erste Derivierte nach den unbekannten Parametern A, B und C der Funktion F (A,B,C) gleich Null ist: 144

Zusammenhang zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt, Heizwert und Aschegehalt der Lignitflöze im Abbaufeldes Ost II des Tagebaus Visonta

dF

oV n — = 2> s.e.x,. = 0

dA

tt

dF

9V

n

- = 2g W2i =0 ^ = 2 1 ^ , =0 Diese Bedingung kann auch wie folgt beschrieben werden: C11A + C12B + C13C = b i C2iA + c 2 2B + c 2 3 C = b i C3lA + C3 2 B + C3 3 C = b 1

wobei: N

Cn

N

= 2^,SiX\iXU-> /=1

Z

C

N

22 ~ / ,SiX2iX2i'-> i=l

C

33 ~ / jSi'i i=\

/V

^/1/ X 2/»

Cu =C 3 , = X ^

Ar

X

l/

;

C

23C32 = Z ^ ' X 2 / ;

M

í=l

(=1

JV

AT

TV

/•=]

i=l

i=l

Neben den bekannten Parametern A, B und C ist auch der Wert F festzustellen, der mit der Summe der Sj -Gewichte (C33) addiert und als Wurzel des Ergebnis den sporadischen Wert der Abweichungen $ ergibt: 145

Markus K.

Der Wert o~Ay gibt hierbei an, welche Größenordnung die richtigen Abweichungen der y] -Werte von den aus dem durch die Funktion yb = A - x I + B - x 2 + C mit Verwendung der x]} und x2j -Probewerte gerechneten bzw. abgeschätzten ybj -Wert hat. Dabei wird der Korrelationsindex bei den Proben mit gleichem Gewicht wie folgt erklärt: 1=^.
Das I gibt demnach an, wie sich die Verteilung der y-Werte gegenüber der durch Schätzung gewählte yb-Funktion verhält. Bei der aus den gewogenen Probewerten festgestellten yb-Funktion sind die im vorherigen Zusammenhang entstehende Sporadien folgende:

°\= 1 ^ — ; Z«

X 5 '\yt>i-yh)

y

=

5>

Y.'iyo,

Die zuvor erläuterte Berechnungen wurden für die jeweiligen Flöze (Flöz -2, Flöz 1, Flöz 0 untere Bank, Flöz 0 obere Bank, Flöz 0 mittlere Bank) separat durchgeführt.

146

Zusammenhang zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt, Heizwert und Aschegehalt der Lignitflöze im Abbaufeldes Ost 11 des Tagebaus Visonta

Die festgelegten Regressionsfunktionen Zuverlässigkeitsfaktoren (I, 8Ay) sind folgende:

und

die

dazu

gehörenden

Flöz - 2

y = -0,003249 x, - 0,941849 x2 + 88,3312 [%] 1 = 0,983 5Ay = 0,86

Flöz I.

y = -0,003073 x, - 0,909758 x2 + 86,613 I = 0,989 SAy = 0,98

Flöz 0 untere Bank

y = -0,003180 xj - 0,935228 x2 + 87,923 I - 0,983 8Ay - 0,86

Flöz 0 obere bank

y - -0,003309 x, - 0,959073 x2 + 89,1123 I = 0,983 SAy = 0,86

Flöz 0 mittlere Bank

y = -0,002133 xt - 0,876097 x2 + 84,2628 I = 0,983 8Ay = 0,86

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit kann auch eine andere quadratische Schätzungs-Funktion herangezogen werden: yb = A • x, + B x2 + C + D X!2 + E x22 Der gewogene Durchschnitt der Abweichung e von der Funktion ist dabei folgender:

Y,siei e = -^r,

2>i i=i Die quadratische Funktionen der jeweiligen Flöze sind somit:

147

Markus K.

Flöz -2 y=-0,00252 x, - 1,004726 x2 + 87,2118 - 6,6364-10"8x,2+0,00136635 x22 I = 0,984 8Ay = 0,844 Flöz 1 y - -0,00196 X! - 0,965884 x2 + 83,621 - 8,3884-10~8x,2+0,00176979 x22 1 = 0,991 8Ay = 0,889 Flöz 0 untere Bank y = -0,002 x, - 0,986071 x2 + 84,5805 - 8,9557- 10~8x,2 + 0,0021063 x22 I = 0,986 5Ay = 0,792 FlözO obere Bank y = -0,00218 x , - 0,985495 x2 + 85,5723 - 8,4294-10"8x,2+0,00157318 x22 1-0,991 8Ay = 0,752 Flöz 0 mittlere Bank y=-0,00162 x, -0,668337 x2 + 78,6035 - 2,947- 10~7x,2+0,00187542 x22 I = 0,974 8Ay = 0,808 Die Verteilung der berechneten er-Werte folgt in jedem Fall eindeutig einer Normalverteilung. Die Abweichung zwischen den empirischen Verteilungen der Tabelle 1 sind kaum zu erkennen, weil der zu erwartende Wert tur die Abweichung (e) nahezu Null ist und auch die Sporadie (8Ay) eine minimale Abweichung hat. Deren Wert liegt zwischen 0,752 und 0,889. Aus der Verteilungsfunktion ist klar zu erkennen, dass bei jeder gerechneten Korrelationsfunktionen der geschätzte Feuchtigkeitsgehaltsfehler nur mit Wahrscheinlichkeit von 1 bis 1,5 % größer sein wird, als ± 2 %.

Die empirische Verteilungsgraphik der Abweichungen von der Funktion (ej 148

Zusammenhang zwischen dem Feuchtigkeitsgehali, Heizwert und Aschegehalt der Lignitflöze im Abbaufeldes Ost II des Tagebaus Visonta

Die Untersuchungen zeigen eine bessere Annäherung bei der quadratischen Funktion als der linearen Funktion, jedoch gibt es zwischen den Werten keinen wesentlichen Unterschied. Die weitere Verfeinerung der Korrelationsfunktionen durch Verwendung neuer Potenzen oder gemischter Folgen ist selbstverständlich möglich. Weil unter Berücksichtigung der Probeentnahme bzw. der diese beeinflussenden Wirkungen (Repräsentativität, Wetterfaktor, subjektive Probeentnahme usw.) eine geringere als o.g. Fehlergrenze nicht zu erwarten ist, kann die Abschätzung als ausreichend genau betrachtet werden. Ergänzend wurden auch die sich auf den Feuchtigkeitsgehalt beziehenden Regressionsfunktionen in Abhängigkeit der Heizwerte und Aschengehalte der sog. trockenen Proben festgestellt. Entsprechend der vorangegangenen Feststellung, dass die quadratische Funktion eine „bessere" Annäherung ergibt als die lineare, sind nachfolgend die Parameter der quadratischen Regressionsfunktionen dargestellt. Für diesen Fall sind X] = trockener Heizwert der Schlitzproben [kJ/kg] x2 = trockener Aschegehalt der Schlitzproben [%] Die festgestellten Funktionen sind: Flöz -2 y=-0,0012977 x , + 0,7182442 x2 + 31,6861 + 8,56401-10"8x,2- 0,007403 x22 I = 0,846 5Ay = 2,537 Flözl y=-0,0007976 x, + 0,2897973 x2 + 48,2096 + 3,8964- 10"8x,2 - 0,004995 x22 1 = 0,888 5Ay = 3,026 Flöz 0 untere Bank y=-0,0004691 x, +0,3431921 x2 + 41,5555 + 3,87842-10~8x,2- 0,0041324 x22 1-0,834 5Ay = 2,580 Flöz 0 untere Bank y=-0,0001935 xx + 0,3732553 x2 + 35,8817 + 3,7393-10"8Xi2 - 0,0041215 x22 1 = 0,873 5Ay = 2,812 Flöz 0 mittlere Bank y=-0,000162 xi - 0,6683371 x2 + 78,6035 + 2,2706-10"7Xl2- 0,0520885 x22 I = 0,706 8Ay = 2,529 149

Markus K.

Die Parameter der nach dem trockenen Heizwert und Aschegehalt für den lagerstättenbezogenen Feuchtigkeitsgehalte bestimmten Regressionsfunktionen ergeben „niedrigere" Abweichungen (I) bzw. höheren korrigierten empirischen Sporadiewerte als die anhand der nassen Heizwerte und Aschegehalte gerechneten Regressionsfunktionen. Im ersten Fall ermitteln sich bei der quadratischen Annäherung die Werte für die jeweiligen Flöze zu: I = 0,984 - 0,991, bzw. 5Ay = 0,752 - 0,889. Im Fall des trockenen Heizwertes und Aschegehaltes liegen die Werte zwischen I = 0,834 - 0,888 bzw. 5Ay - 2,537 - 3,026. Nach der Bewertung der Ergebnisse erscheint es daher zweckmäßig, die gleiche Analyse auch mit Daten anderer Bereiche (z.B. Ost - III) durchzuführen.

Verwendete Literatur [1] Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszék: Visonta bánya K-III. bányaterület optimális lehatárolása. A telepjellemzők közötti kapcsolat elemzése. Kutatási részjelentés Miskolc, 2004. szeptember.

150


ASCHEGEHALTE UND HEIZWERTE DER LIGNITFLÖZE NACH DER ANALYSE DER BOHRKERNE UND SCHLITZPROBEN Markus Kosma Dipl. -Bergbaltingenieur Mátra Kraftwerk A G

Im Rahmen der geologischen Erkundung wird im allgemeinen mit Analyse der Kernbohrproben die charakteristische Parameter der Flöze - dies sind in erster Linie der Heizwert und die Werte des Asche- und Wassergehaltes - festgestellt. Im Zuge des Abbaus werden mit der Kohlefreilegung für die weiteren Analysen zudem sog. Schlitzproben entnommen. Die Gewinnung der Bohrkerne bzw. Schlitzproben erfolgt dabei unter verschiedenen Bedingungen. Im Gegensatz zu der „in-situ" stattfindenden Kernbohrung ist die durch Schlitzproben gewonnene Kohle verschiedene Umweltwirkungen (Sonnenschein, Wasser, Wind) ausgesetzt. Die verschiedenen Arten der Probeentnahme resultieren dabei teilweise in verschiedenen Ergebnissen bei den aus gleichen Lagerstättenbereichen stammenden Proben. Die Grunddaten der vorliegenden Untersuchung bilden die im Grubenfeld Ost II des Tagebaus Visonta entnommenen Daten. Hier stehen sowohl die Daten der Bohrkern-Probeentnahme aus früheren geologischen Erkundung als auch die Daten der im Zuge des Abbaus entnommenen Schlitzproben zur Verfugung. [1] Durch die Analyse wird die Änderung der sog. trockenen Heizwerte und Aschegehaltswerte untersucht. Bei Bewertung der Ergebnisse der Analyse ist zu berücksichtigen, dass die Bohrkerndaten aus sämtlichen Bohrungen stammen; also auch nicht abbauwürdig eingestufte bzw. technologisch nicht gewinnbare Bereich charakterisieren. Die Daten der Schlitzproben hingegen stammen naturgemäß ausschließlich aus abgebauten bzw. abbauwürdigen Bereichen. Es ist daher anzunehmen, dass die Schlitzproben daher bessere Qualitätsparameter zeigen. 151

Markus K.

Wir haben bei der Erkundung die Daten der Flöze -2, 1 und 0 im Grubenfeld Ost II des Tagebaus Visonta analysiert. Die Untersuchung beinhaltet sog. trockene Qualitätsparameter. Zudem wurden die gemessenen Werte mit den Schlitzprobenund Bohrkernlängen gewogen. Die Abbildung 1 zeigt für das Flöz -2 die Verteilung der Heizwerte aus den Bohrkern- und Schlitzproben. Der Durchschnitt des trockenen Heizwertes beträgt nach den Bohrkerndaten bei einer Wahrscheinlichkeit von 0,5 = 50 % rd. 12.500 kJ/kg, nach den Schlitzprobedaten 16.500 kJ/kg. 1.0

öS*

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 0

5000

10000

15000

20000

25000

Heizwert [kJ/kg]

Abbildung 1 Die Abbildung 2 zeigt die gleiche Darstellung für die obere Bank des Flöz 0. Nach den Bohrkerndaten beträgt der zu Heizwert 16.500 kJ/kg und nach den Schlitzprobedaten 18.000 kJ/kg.

152

Aschegehalte und Heizwerte der Lignitflöze Nach der Analyse der Bohrkerne und Schlitzproben

M IC

c

0

5000

10000

15000

20000

25000

Heizwert [kJ/kg]

Abbildung 2 Die Abweichung zwischen dem zu erwartenden Heizwert des Bohrkerns bzw. der Schlitzprobe der oberen Bank Flöz 0 und dem Flöz -2 ist sehr unterschiedlich. Der Schlitzprobewert am Flöz -2 ist um 4.000 kJ/kg höher, während der Schlitzprobenwert an der oberen Bank des Flöz 0 den Wert der Bohrprobe „nur" um 1.500 kJ/kg übersteigt. Die Abbildung 3 zeigt die durchschnittlichen Heizwerte aus den Bohrkernen und der Schlitzproben des Flözes 1. Der ermittelte Heizwert der Bohrkerne beträgt hier 17.600 - 17.800 kJ/kg und bei der Schlitzprobe rd. 20.000 kJ/kg. Die Abweichung von 2.200-2.400 kJ/kg liegt somit zwischen der Differenz des Flözes 0 (obere Bank) in Höhe von 1.500 kJ/kg und der Differenz des Flöz -2 mit einem Wert von 4.000 kJ/kg.

153

Markus K.

1.0

0.8

0.6 C KJ

0.4

0.2

0.0 5000

10000

15000

20000 25000 Heizwert [kJ/kg]

Abbildung 3

Die Abbildung 4 gibt die Abweichungen zwischen dem Bohrkern und der Schlitzprobe beim Aschegehalt des Flözes -2 wieder. Der durchschnittliche (ein Wert der 50%-igen Wahrscheinlichkeit) Aschegehalt der Schlitzproben liegt bei 33-34%, wohingegen der durchschnittliche Aschegehalt der Bohrkerns rd. 45% beträgt. Die Abweichung liegt somit bei 11-12 %. Dabei ist es selbstverständlich, dass ein höherer Heizwert kleineren Aschegehalt hat und umgekehrt.

154


60

80

100

Aschengehalt [%]

Abbildung 4

Die Abbildung 5 zeigt die gleichen Daten der oberen Bank des Flöz 0. Der zu erwartende Aschegehalt der Bohrkernproben liegt hier bei rd. 30% bzw. 26-27% bei den Schlitzproben. Diese 3-4%-ige Abweichung zwischen den Bohr- und Schlitzprobedaten ist bedeutend kleiner, als die ermittelten 11-12 % des Flöz -2.

155

Markus

K.

1.0 Schlitzprobedaten 0.8

0.6

I 0.4

0.2

0.0

-n

40

60

80 100 Aschengehalt [%]

Abbildung 5 Die Abbildung 6 zeigt die charakteristischen Daten des Flözes 1. Der durchschnittliche Aschegehalt der Schlitzproben liegt bei 20-21% und bei den Bohrungen bei 25-26%. Die Abweichung liegt auch hier wie beim Heizwert mit 56%, zwischen der Differenz des Flöz -2 (11-12%) und der Differenz an der oberen Bank des Flöz 0 (3-4 %). Die Daten der Analyse zeigen unterschiedliche Heizwerte und Aschengehalte bei den jeweiligen Flöze (-2, 0 obere Bank Flöz 1). Diese sind jedoch mit den natürlichen unterschiedlichen Lagerstättenbedingungen zu erklären. Das wesentliche Ergebnis der Analyse ist somit, dass die Charakteristiken des Aschegehaltes und Heizwertes der Schlitzproben und Bohrkerne beim gleichen Flöz bedeutend voneinander abweichen und auch Größenordnung der Differenzen bei den verschiedenen Flözen unterschiedlich ist.

156


Mit besonderem Rücksicht darauf, dass die Abweichungen sowohl bei der Probeentnahmeart als auch bei den Flözen variieren lässt das Ergebnis begründen, dass die abweichenden Ergebnisse auf die Probeentnahmen zurückzuführen sind.

iá IG C

80

100 Aschengehalt [%]

Abbildung 6

157


HEIZWERTÄNDERUNG DER LIGNITFLÖZE IM BEREICH DES TAGEBAUS VISONTA OST II IN ABHÄNGIGKEIT DES ASCHENGEHALTES Markus Kosma Dipl. -Bergbauingenieur Mátra Kraftwerk A G

Bei den Qualitätsmerkmalen der Lignitflöze kommt neben dem Heizwert dem Asche-, Feuchtigkeits- und Schwefelgehalt besondere Bedeutung zu. Durch die geologische Erkundung geben die Analysen der Bohrungen Daten; im Zeitraum der Gewinnung ist die Möglichkeit vorhanden, sog. Schlitzproben zu analysieren. Die Analysedaten der Bohrungs- und Schlitzproben zeigen nach den Untersuchungen unterschiedliche Ergebnisse, wobei die Schlitzproben im allgemeinen günstigere Heizwerte liefern. Für eine wirtschaftliche Bewertung neuer Abbaubereiche stehen üblicherweise nur Bohrdaten der geologischen Erkundung zur Verfügung. Es ist jedoch von Interesse, welche Qualitätsmerkmale sich hieraus für die Abbauplanung ableiten. Es gibt die theoretische Möglichkeit, für bereits abgebaute Bereiche einen Zusammenhang zwischen den Ergebnissen der Bohr- und Schlitzproben herzustellen und anschließend mit Verwendung der festgelegten Funktionen die durch den Abbau zu erwartenden Charakteristiken, d.h. die Schlitzprobedaten entsprechend den Bohrdaten, der für die neue Gewinnung geplanten Bereiche zu prognostizieren. In der vorliegenden Betrachtung wurde fur den Tagebau Visonta Ost II - wo die Daten der Bohr- und Schlitzproben bekannt sind - untersucht, ob der Zusammenhang zwischen dem Aschegehalt und Heizwert nach den sog. nassen bzw. trockenen Daten größere Zuverlässigkeit für die Prognose ergibt. 159

Markus K.

Hierbei ist davon auszugehen, dass die Daten des trockenen Heizwertes ^s, Aschegehaltes Xs und Schwefelgehaltes Bohrungen zu berücksichtigen sind.

Zs

als zuverlässigen Daten der

Falls zwischen den sog. trockenen Daten bei den Bohrkern-, Schlitzprobedaten im Tagebau Ost II und den Bohrkerndaten im erkundeten Ost III solche Gesetzmäßigkeiten

Bohrkerndaten,

{xsj,ysrzsj

;j =

\,2,...,Nrl)

Schlitzprobedaten Bohrkerndaten

mit den Parametern

a ] a2

• •' *'' aP F =

F x

{ s>ys>zs>aia2,->ap)

festgestellt werden, die bei den 3 Datenmenge gleich zu behandeln sind, ist anzunehmen, dass auch zwischen den zuverlässigen trockenen

(xsi,y,pz.j

= l2,-.,NH)

und

nassen

{^,ynj,z,j = \X-,Nrl)

Schlitzprobe-Daten entsprechende Gesetzmäßigkeiten vorhanden sind, die von dem abgebauten Tagebau Ost II die „in situ"-Qualitätsparameter des abbaubaren Tagebaugebietes Ost III schließen lassen. Vor allem wurde untersucht, welche Zusammenhang zwischen dem trockenen Heizwert ^

«-"^' %J

und

dem Aschegehalt Xs

X

nA =

Z

nA =

160

l/°J vorhanden ist.

F X

X s^s^sA,K-AX)

F X X S>yS^sAA->drz)

Heizwertänderung der Lignitflöze im Bereich des Tagebaus Visonta Ost II in Abhängigkeit des Aschengehaltes

Die Abbildung 1 stellt die charakteristische Änderung die nach den Bohrkernund Schlitzprobedaten des Flözes II im Tagebau Ost II festgestellten trockenen und nassen (obere Gerade) Heizwerte in Abhängigkeit des Aschegehaltes dar. 30000

i

20000

j ífúrqrriag-jdatoP

-4o

0

20 40 60 80 Horruitortalon \%\

100

Abbildung I.Zusammenhänge der nassen und trockenen Heizwerte und Aschengehalte der Bohrkern- und Schlitzproben am Flöz II Die Abbildung 2 enthält die zusammengefassten Daten der oberen und unteren Bänke des Flözes 0 im Tagebau Ost-II und die Abbildung 3 die für das Flöz I entsprechend festgestellten Funktionen (Geraden). Es ist sowohl fur die Einzelwerte als auch für die Funktionsform der Regressionsgeraden ein enger Regressions-Zusammenhang zwischen dem trockenen Aschegehalt und dem 161

Markus K.

trockenen Heizwert sowohl für die Bohrkern- als auch für die Schlitzprobedaten herzustellen.

30000

20000

10000

20

40

60

80

100

Abbildung 2: Zusammenhänge der nassen und trockenen Heizwerte und Aschengehalte der Bohrkerne und Schlitzproben an der oberen und unteren Bank des Flözes 0.

162

Heizwertänderung der Lignitßöze im Bereich des Tagebaus Visonta Ost II in Abhängigkeit des Aschengehaltes

30000

20000

10000

o 4

100

Abbildung 3: Zusammenhänge der nassen und trockenen Heizwerte und Aschengehalte der Bohrkern- und Schlitzproben am Flöz I

163

Markus K.

Anhand der Regressionsparameter ist folgendes festzustellen: Die Konstante A und B in den Abbildungen lassen sich mit der Geraden Ys =

A-xs+B 'v'

Schlitzlängen ^ ~ ' ' " ' Werte von

ys

J>

s/

SJ

und

J

rl

> beschreiben. Mit der Verwendung der gemessenen

und J sind die Abweichungen zwischen der vorherigen

linearen Funktion gerechneten

Yy

und direkt gemessenen y* -Werte wie folgt

beschrieben: e l

= Ysj-y,T=A'xsJ

+

B-ygj

Die mit Schlitzlängen gewogenen Summe der Abweichungen sind: E\A, B) = V Sje2j = min Die nötige und im vorliegendem Fall genügende Bedingung des Minimums ist, dass das erste Derivierte nach den unbekannten Parametern A und B der Funktion E{A,B) gleich Null ist:

dE ÖA

^ ji ' '

dE

SJ

9V n — = 2 > sjei = 0

dB

164

%i J '

Heizwertänderung

der Lignitflöze im Bereich des Tagebaus Visonta Ost II in Abhängigkeit des Aschengehaltes

Diese Bedingung kann auch wie folgt gefasst werden: cuA

+

cnB

= bx

wobei: N

N

rA

S X

C

Cu = l_i j sj'-> j=\

=

\2

rA

iy=l

NrA

S X

j sJ>

NrA

C2x~Z_j SjXsj-> /=i

c

22

=

NrA

2^ Sj y=i NrA

bl = I,SjX¥yj;

b2 =

Zs.ysj.

Neben den gekannten Parametern A und B ist auch der Wert E festzustellen, der mit der Summe der Sj -Gewichte (C22) dividiert als Wurzel den sporadischen Wert der Abweichungen $ ergibt.

Die Größe der Abweichungen

Y

s

— A'X

s

Ay

stellt dar, in welcher Größenordnung die richtigen

der^-Werte

von

der

+ B

aus

durch

die

Funktion

x

v

-

ähnlichen Menge mit Verwendung der SJ und "SJ Y. Probewerte gerechneten (geschätzten) SJ -Wert liegt. Der Korrelationsindex bei den Proben mit gleichem Gewicht lässt sich wie folgt erklären: =

ys

Dabei zeigt r an, wie die Verteilung der ^ -Werte die durch Schätzung y gewählte s -Funktion erklärt. 165

Markus K.

Y Bei der aus gewogenen Probewerten festgestellten Werten s -Funktion sind die im vorherigen Zusammenhang stehenden Verteilungen die folgende:

°y.

=-

LH

ÖV. =

1

1;

s — ,\'

t;

Die Ergebnisse der Berechnungen sind in den nachstehenden Tabellen angegeben. Die Tabelle 1 enthält die Ergebnisse für die Berechnungen des Flözes II im Tagebau Ost II. In der Tabelle 2 sind ebenfalls für den Tagebau Ost II die zusammengezogenen Schlitzprobedaten bzw. Bohrungsdaten der unteren und oberen Bänken des Flözes 0 und in der Tabelle 3 die Daten des Flözes I zu sehen. Bohr kerne nass Trocken -270,643 -270,643 11485,87 24673,93 KorrelationsKoeffizient (r) Korrigierte empirische Sporadie (DdykJ/kg) Spez. (relativ) korrigierte empirische Sporadie

Schlitzproben Trocken nass -280,782 -182,145 25794,83 10212,68

0,9898

0,9898

0,9585

0,9953

454,46

884,16

612,70

463,85

0,1095

0,0850

0,0963

0,0314

(Ddy/yáti)

Tabelle 1: Charakteristische Parameter des Zusammenhangs zwischen dem Aschegehalt und dem Heizwert des Flözes II im Tagebau Ost II 166

Heizwertänderung der Lignitflöze im Bereich des Tagebaus Visonta Ost II in Abhängigkeit des Aschengehaltes

A B Korrelationskoeffizient (r) korrigierter empirischer Sporadie (DdykJ/kg) Spez. (relativ) korrigierter empirischer Sporadie

nass -264,24 11415,9

Bohrkerne Trocken

Schlitzproben Trocken

-264,24 24537,8

nass -187,07 9900,9

0,952

0,952

0,957

0,997

790,93

1538,77

703,86

470,39

0,114

0,097

0,102

0,028

-283,13 25885,3

(Ddy/yátl)

Tabelle 2: Charakteristische Parameter des Zusammenhanges zwischen dem Aschegehalt und dem Heizwert des Flözes 0 bzw. der unteren und oberen Bank des Flözes 0 (für Schlitzproben)

A B KorrelationsKoeffizient (r) korrigierter empirischer Sporadie (DdvkJ/kg) Spez. (relativ) korrigierter empirischer Sporadie

trocken -274,557 25265,61

Schlitzproben nass -178,124 10183,09

Trocken -281,212 25858,16

0,9968

0,9968

0,9610

0,9968

275,64

536,27

792,84

527,41

0,0418

0,0354

0,1109

0,0308

Bohrkerne nass -274,557 11789,99

(Ddy/Vaü)

Tabelle 3: Charakteristische Parameter des Zusammenhanges zwischen dem Aschegehalt und dem Heizwert es Flözes I im Tagebau Ost II 167

Markus K.

Die Tabellen zeigen, dass kaum eine Veränderung des trockenen Heizwertes für die Bohr- und Schlitzprobedaten festzustellen ist (die A-Koefflzienten stehen nah zueinander). Für Prognosen ermittelt der relative Fehler, die durchschnittliche Abweichung des Schätzwertes. Als Ergebnis kann somit festgestellt werden, dass der relative Fehler bei den Schlitzproben in jedem Fall (bei jedem Flöz bzw. jeder Bank) kleiner ist, als nach den Bohrkerndaten. Die Berechnungen bestätigen, dass die gemessenen bzw. mit Funktion geschätzten Werte bei 0 stehen und unter dem Wert von 2-8Ay liegen und nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,3% größer als 3-6^ sein werden.

Verwendete Literatur [1] Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszék: Visonta bánya K-III. bányaterület optimális lehatárolása. A telepjellemzők közötti kapcsolat elemzése. Kutatás részjelentés Miskolc, 2004. szeptember.

168


HEIZWERTÄNDERUNG DER LIGNITFLÖZE IN ABHÄNGIGKEIT DES ASCHEGEHALTES NACH DEN BOHRDATEN IM LAGERSTÄTTENBEREICH OST III DES TAGEBAUS VISONTA Markus Kosma Dipl. -Bergbauingenieur Mátra Kraftwerk A G

In früheren Untersuchungen wurde für den Tagebau Visonta der Zusammenhang zwischen dem Aschengehalt und dem Heizwert nach den Erkundungen entsprechend den Bohrungs- und Schlitzprobendaten dargestellt. Die Analyse ergab, dass der relative Fehler bei der Abhängigkeit zwischen dem sog. trockenen Heizwert und dem Aschengehalt bei den Schlitzproben in jedem untersuchten Fall niedriger war, als der bei den Bohrungskerndaten. In der vorliegenden Betrachtung wird für die Bohrkerndaten der Lignitlagerstätte Visonta Ost III untersucht, ob der Zusammenhang zwischen dem Aschengehalt und Heizwert nach den sog. nassen oder trockenen Daten größere Korrelation und Zuverlässigkeit ergibt. Die Bohrdaten des Tagebaus Ost III (Kápolna West) wurden von der der Abteilung Geologie der Mátra KW AG zur Verfügung gestellt. Die Daten sind in dem Bericht [1] enthalten.

169

Markus K.

Durch die Untersuchung werden die Konstante A und B der ausgeglichenen Gerade Ys = Axs + B nach den Charakteristiken von Bohrproben Yni und Xni (nass) und ysi und xsi (trocken) für den Heizwert (y) und den Aschegehalt (x) ermittelt. Durch die Berechnungen wurden die Aschegehalte (x) und Heizwerte (y) mit der Länge der Kernproben (s) gewogen. Die Koeffizienten An, Bn bzw. As und Bs wurden durch die Regressionsberechnung aus der linearen Funktion Yni und Ysi und der direkt gemessenen Werten Yniund Ysi nach folgenden Zusammenhängen festgestellt: ^ni

—

I ni " yni

—

AnXnj ' o

n

- yn[,

:V„,

HS>e>n E n i (AnjBn) e

si

=

=mÍn

'='

Y si — y s j — A s x s | + D S - y s j,

t-si ( A s , D s )

=

Die tatsächliche Art der Berechnung der zwei Koeffizienten geht aus der Studie [2] hervor. Neben den gekannten Parametern A und B ist auch der Wert E festzustellen, der mit der Summe (C22) der s$ -Gewichte addiert und als Wurzel dieses Ergebnis. Daraus ergibt sich der sporadische Wert der Abweichungen esi [2]:

V C22 Die Größe Ddy zeigt an, welche Größenordnung die Abweichung zwischen dem richtigen yni, bzw. ysi -Wert und nach der Funktion Y, = A x, + B genommenen xni und yni sowie xsi und ysl 170

Heizwertänderung der Lignitflöze in Abhängigkeit des Aschegehaltes nach den Bohrdaten...

aus der Menge mit Verwendung der gerechneten (geschätzten) Yni, bzw. Ysi Werte hat. Der Korrelationskoeffizient erklärt sich neben den Proben mit gleichem Gewicht wie folgt: őy

r

Őy

=—^-,ill.r=—s

,.

5

>.

Mit r ist dargestellt, in welcher Größe die für die Schätzung gewählte Yn, bzw. Ys -Funktion die Sporadie der gemessenen yn, bzw. y s -Werte erklärt.

40 Hamularlalom [%}

30

Abbilldung 1. Wir haben die tatsächlichen Berechnungen mit den Daten der Flöze -2, 0 und 1 der Lagerstätte Visonta durchgeführt. Die Ergebnisse der Berechnungen sind den Tabellen 1 bis 3 zu entnehmen. Die Anordnung der Datenmengen und den Verlauf der festgestellten Regressionslinien zeigen die Abbildungen 1-3. 171

Markus K.

A B Korrelationskoeffizient r Korrigierte empirische Sporadie Ddy [kJ/kg] spez. (relativ) korrigierte Sporadie Ddy/yá,i

nass(n) -178,137

trocken (s) -272,511

9936

25077

0,927

0,979

1098,5

1293,6

0,186

0,093

Tabelle I.Charakteristiken des Zusammenhangs zwischen dem Aschengehalt und dem Heizwert des Flözes -2 der Lagerstätte Ost 111 entsprechend den Bohrdaten

A B Korrelationskoeffizient r Korrigierte empirische Sporadie Ddy [kJ/kg] spez. (relativ) korrigierte empirische Sporadie

nass(n) -184,571 10345 0,935

trocken (s) -275,467 25252 0,990

1085,8

900,2

0,172

0,062

L"dy'ydurchschii.

Tabelle 2: Charakteristiken des Zusammenhangs zwischen dem Aschengehalt und dem Heizwert des Flözes 0 der Lagerstätte Ost 111 entsprechend den Bohrdaten

A B Korrelationskoeffizient r Korrigierte empirische Sporadie Ddy [kJ/kg] spez. (relativ) korrigierte empirische Sporadie

nass(n) -178,379 10521 0,944

trocken (s) -278,867 25522 0,995

1186,1

758,8

0,198

0,056

•L'dy'ydurchschnittl.

Tabelle 3: Charakteristiken des Zusammenhangs zwischen dem Aschengehalt und dem Heizwert des Flözes 1 der Lagerstätte Ost 111 entsprechend den Bohrdaten

Heizwertänderung der Lignitflöze in Abhängigkeit des Aschegehaltes nach den Bohrdaten...

£ÜÚÚ

|

0

^

=

=

|

40

=

S3

Abbilldung 2:

Die Daten der Tabellen, bzw. die Anordnung der Punktmengen in den Abbildungen und der Ablauf der Regressionslinien sind bei den 3 Flözen weitestgehend ähnlich. Der Zusammenhang zwischen dem Aschengehalt und Heizwert zeigt bei den „trockenen" Daten eine größere Korrelation, bei der Schätzung eine höhere Zuverlässigkeit. Der Korrelations-Koeffizient beträgt im Fall der „nassen" Daten eine Höhe von 93-94%, bei den „trockenen" Daten eine Größenordnung von 98-99%. Während die korrigierte empirische Sporadie im Fall des Flözes -2 bei den „trockenen" Daten größer ist, zeigen bei den Flözen 0 und 1 die „trockenen" Daten einen niedrigeren Wert. Die spezifische korrigierte empirische Sporadie beträgt bei den durch „trockenen" Daten anzugebenden Werten „nur" 1/2 bis 1/3 der „nassen" Daten, (nasse Daten: 0,186 / 0,172 / 0,198 vs. „trockene" Daten: 0,093 / 0,063 / 0,056). 173

Markus K.

Folglich zeigt das Ergebnis der Analyse, dass bei Analyse der Qualitätsparameter der Lignitflöze mit größerer Zuverlässigkeit, d.h. kleinerem relativen Fehler, durch Verwendung der „trockenen" Daten zu rechnen ist.

•ii£»*

' ^v ^M

•

• "•

•

/

•.N^ht

•

* 10000 —

N i 3iár a£ •

-*?Mk*..

.: •fl«1*

\

i". 1 ,

1

*

••-SB.

*

^HL

i

9\ i^HBt/. P^T^ ™ t

it

•

"

^Sfc. «. * • *

CA*'

, v

V

•• D i A " : »B

. " >

• . * !

\ 40 H arnu I a r I al Qrn [%]

30

Abbilldung 3:

VERWENDETE LITHERATUR [1] Miskolci Egyetem Bányászati és Geotechnikai Tanszék Visonta bánya K-lII.bányaterület optimális lehatárolása. A telepjellemzők közötti kapcsolat elemzése. Kutatási részjelentés a Mátrai Erőmű Rt (Visonta) részére, Miskolc, 2004. szeptember [2] Kovács Ferenc - Janositz János - Markus Kosma: Lignittelepek fűtőértékének alakulása a Visonta-II. területen a hamutartalom függvényében. (Kézirat) 174


MAGYARORSZÁG ENERGIAELLÁTÁSA AZ ELMÚLT ÉVTIZEDEKBEN Dr. Tihanyi László a műszaki tudomány kandidátusa, egyetemi tanár, intézetigazgató, Miskolci Egyetem e-mail: tihanyil@kfgi. uni-miskolc.hu

Előzmények Az energiaellátásban alapvető követelmény a kiszámíthatóság és a biztonság. Ezeknek a követelményeknek a kisfogyasztók és az ország egészének az ellátásában is teljesülni kell. Az energiaellátást nagyméretű, komplex technikai és üzleti rendszer biztosítja, amely stabil és kiszámítható működését jogszabályok garantálják. Ugyanakkor folyamatosan változnak a belső és a külső piaci feltételek, és változnak az egyes energiafajták iránti igények is. Az előzőek miatt időről időre elemezni kell a múltbeli trendeket, és előrejelzéseket, kitekintéseket kell készíteni a jövőre nézve. Magyarország EU belépését követően jelentősen megváltoztak a jogi és a gazdasági feltételek, ez önmagában is indokolttá teszi a megtett út számbavételét. A 2005/2006-os téli események az állampolgárok részére is reflektorfénybe állították az energiaellátás biztonságát, ez tovább erősítette egy önvizsgálat szükségességét.

175

Tihanyi L.

Múltbeli trendek Forrásoldal Magyarország primerenergia ellátása négy fő pilléren nyugszik: a szén, a kőolaj, a földgáz és az atomenergia. Ezzel a négy energiahordozóval lehet kielégíteni az energiaigények 95 %-át. A halmozatlan primerenergia felhasználás, és a négy fő energiahordozó arányának időbeni változása 1970 és 2003 között az 1. ábrán látható. 1 400 |

1970

1

1975

• Szén G Nukleáris • Geotermális/szél/nap

1980

1985

1990

1995

2000

• Kőolaj+termékek • Földgáz BVízerö CD Megújuló • Nettó import villamos energia

1. ábra: Magyarország halmozatlan primerenergia felhasználása 1970 és 2003 között Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 Az ábra alapján 1970-től napjainkig három jellemző időszak jelölhető ki. 1970 és 1978 között dinamikus növekedés volt a jellemző kismértékben változó szénfelhasználással, dinamikusan növekvő kőolaj felhasználással és mérsékelten növekvő földgázfelhasználással. 1978-ban megtört a fejlődés, és ezt követően 1983-ig stagnálás, majd 1983 és 1992 között egy nagyívű fejlődés, végül visszaesés következett be. Erre az időszakra esett a szénfelhasználás reneszánsza, ezzel párhuzamosan a kőolaj felhasználás folyamatos csökkenése, és a földgázfelhasználás töretlen növekedése. 1983-ban helyezték üzembe a Paksi Atomerőmüvet, ami több éves felfutás után a hazai energiaellátás stabil forrásává vált. Ebben az időszakban számottevő volt a villamos energia import is. Az évtized utolsó éveiben az energiafelhasználás csökkenése már a gazdasági változásokat tükrözte. Az 1992-től napjainkig tartó időszakban az ország energiafelhasználása gyakorlatilag stagnált. Az energiahordozók közül a szén és a kőolaj részaránya folyamatosan csökkent, a földgázé viszont nőtt. 176

Magyarország energiaellátása az elmúlt évtizedekben

Kedvező jelenség, hogy Magyarország halmozatlan primerenergia felhasználása az elmúlt évtizedben számottevően kisebb volt, mint az 1980-as évtizedben. Az import villamos energiát is figyelembe véve 2003-ban 1104 PJ volt az ország primerenergia felhasználása szemben az 1987-es 1316 PJ-os értékkel. Az energiaellátásban végig a fosszilis energiahordozók domináltak, az elmúlt évtizedben részarányuk 82-85 % között változott. Az energiahordozók közül a szén döntően hazai termelésből, a kőolaj döntően importból, a földgáz pedig eleinte hazai termelésből, majd az 1990-es évektől egyre nagyobb mértékben importból származott. A nukleáris fűtőelemeket kezdettől fogva importból szerezték be. Az ország földrajzi helyzetéből adódódik, hogy a kőolajat, a földgázt és a nukleáris fűtőelemeket is legkedvezőbben Oroszországból (korábban a Szovjetunióból) lehetett importálni.

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

• Szén • Kőolaj+termékek S Gáz G Nukleáris • Vízerő El Megújuló • Geotermális/szél/nap j

2. ábra: Energiahordozók termelése 1970 és 2003 között Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 A primerenergia-hordozók termelésének időbeni változását a 2. ábra szemlélteti. A széntermelés az 1980-as évek közepétől folyamatosan csökkent, 1994-től gyakorlatilag stagnál. A kőolajtermelés is az 1980-as évtized első felében érte el maximális értékét, majd az 1990-es években a készletek fogyása miatt lassú csökkenés figyelhető meg. A földgáztermelés szintje az 1980-as években többszöröse volt az olajtermelésének, majd az évtized végén a termelési szint látványosan csökkent, és néhány éves ingadozás után elkezdődött a termelés mérsékelt ütemű, de folyamatos csökkenése. A nukleáris energia részesedése a kezdeti felfutás után az 1980-as évek második felétől állandó nagyságú volt. 177

Tihanyi L.

Az JL és a 2. ábrák összehasonlításából látható, hogy a vizsgált időszakban a primerenergia felhasználás végig nagyobb volt a termelésnél. A különbséget importból kellett beszerezni. A szén és a szénhidrogének esetében a nettó import a ténylegesen külföldről vásárolt és ugyanazon energiahordozó külföldre értékesített mennyiségének a különbsége. A kőolajat és a kőolajszármazékokat az előző elvek szerint, de összevontan kellett figyelembe venni.

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

|«Szén • Kőolaj+termékek • Földgáz

3. ábra: A fosszilis energiahordozók nettó importjának nagysága 1970 és 2003 között A 3. ábrán a három alapvető fosszilis energiahordozó nettó importjának időbeli változása látható 1970 és 2003 között. Kedvező tendencia, hogy a fosszilis energiahordozók összegzett nettó importja átmeneti csökkenés, majd növekedés után napjainkban éri el az 1982-es csúcsértéket. Szembetűnő, hogy a vizsgált időszakban a folyékony szénhidrogének részaránya folyamatosan csökkent, a földgázé viszont folyamatosan nőtt. A primerenergia felhasználáson belül indokolt kiemelni a villamos energia termeléshez felhasznált energiahordozók együttes mennyiségének változását, ami a 4. ábrán látható. Két jellegzetességre kell felhívni a figyelmet. Egyrészt 1987 és 2003 között a villamos energia termeléséhez felhasznált primerenergia mennyisége 400 PJ körül ingadozott, de jellegében stagnált, másrészt a felhasznált fosszilis energiahordozók átlagos éves mennyisége 1978 és 1984 között 80 PJ-al volt nagyobb, mint 1990 és 2003 közötti időszakban. Hangsúlyozni kell, hogy a fosszilis energiahordozók halmozatlan éves mennyiségén belül a villamos energia termelésre használt részarány viszonylag szűk határok, 25 és 32 % között változott, az átlag 28,1 % volt. A vizsgált 178


időszakban csak három évben - 1988-1990 között - volt 25 %-nál kisebb ez az arány.

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

{ • S z é n • Köolaj+termékek • Földgáz a Nukleáris HVizerő BMegújuló • Geotermális/szél/nap

4, ábra: A villamos energia termeléshez felhasznált energiahordozók Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005

Fogyasztói oldal

1970 D D • •

1975

1980

1985

1990

Lakosság D Kereskedelem/szolgáltatás Ipar • Mezőgazdaság Nem-energetikai felhasználás B Átalakitás/veszteség/egyéb Hőenergia termelés

1995

2000

• Közlekedés • Egyéb célú felhasználás • Villamos energia termelés

5. ábra: A primerenergia felhasználás szektoronként Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005

Tihanyi L.

A fogyasztói oldalról szemlélve a primerenergia felhasználást az 5. ábrán láthatók az időbeli jellegzetességek. Az energiafelhasználás három nagy célterülete a lakossági, az ipari igények kielégítése, továbbá a villamos energia termelés. A közlekedés, a kereskedelem/szolgáltatás és a mezőgazdaság az előzőeknél kevesebb energiát igényel. Az egyéb célú, a nem-energetikai felhasználás és a hőenergia termelésre használt primerenergia mennyisége a többihez viszonyítva lényegesen kisebb.

o _. 1970

__ 1975

__

___ 1980

,

________

1985

1990

D Lakosság • Kereskedelem/szolgáltatás • Közlekedés • Mezőgazdaság • Önfogyasztás/veszteség/egyéb

________ 1995

2000

EJ Ipar • Egyéb célú felhasználás

6. ábra Villamosenergia-felhasználás szektoronként Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 A villamos energiának kitüntetett szerepe van az energiaellátásban, mivel a legsokoldalúbban felhasználható energiafajta. Az előző jellegzetessége miatt indokolt a 6. ábrán látható szektoronkénti felhasználás elemzése is. Három nagy felhasználói csoport határozza meg a villamos energia felhasználás időbeni alakulását: a lakossági, a kereskedelemi/szolgáltatási és az ipari szektor. Ez utóbbi szerkezetváltása az 1990-es években jelentős igény-csökkenéssel járt. A lakossági villamosenergia felhasználás 1970 és 1992 között dinamikusan, 1992-től napjainkig mérsékelten nőtt. Kedvezőtlen, hogy az önfogyasztás/veszteség/egyéb kategóriába sorolt felhasználás értéke nagy, az elmúlt évtizedekben a lakossági felhasználással közel azonos nagyságú volt. A villamos energia mellett a földgázhoz is közüzemi ellátási kötelezettség kapcsolódik és vezetékes ellátó rendszeren keresztül jut el a fogyasztókhoz. A földgázfelhasználásban kialakult jelentős lakossági részarány miatt az ellátásbiztonság kérdése időről időre a figyelem középpontjába kerül. Ennek elsősorban az az oka, hogy a háztartások döntő része földgázt használ fűtési célra, 180


és az átlagosnál jelentősen hidegebb telek esetén - a csúcsnapokon - a vezetékes gázellátásban nehézséget jelent az igények kielégítése. A múltbeli trendeket elemezve a 7. ábrán látható, hogy 1970-től 1987-ig a növekedés „motor"-ja az ipari és az erőművi földgázfelhasználás volt. Ebben az időszakban a lakossági és kereskedelmi/szolgáltatási szektor földgázigénye a másik kettőnél lényegesen kisebb volt. 1987 és 1992 között az ipari szektor gázigénye 173 PJ-ról 100 PJ-ra, 1992 és 2003 között pedig 100 PJ-ról 71 PJ-ra csökkent. Ugyanakkor 1992 és 2003 között a lakossági szektor földgázigénye 81 PJ-ról 161 PJ-ra, a kereskedelmi/szolgáltatási szektoré 24 PJ-ról 79 PJ-ra, az erőmüvi földgázfelhasználás pedig 59 PJ-ról 128 PJ-ra nőtt. Az összes földgázfelhasználás 1992 és 2003 között 325 PJ-ról 493 PJ-ra nőtt. A dinamikus növekedés a földgáz minimális környezeti hatásával és azzal magyarázható, hogy minden területen gazdaságos felhasználási módok állnak rendelkezésre [1].

1970

1975

D Lakosság . • Közlekedés '•Nem-energetikai felhasználás • Hőenergia termelés

1980

1985

1990

1995

2000

D Kereskedelem/szolgáltatás B Ipar • Mezőgazdaság • Egyéb célú felhasználás • önfogyasztás/veszteség/egyéb •Villamosenergia-termelés

7. ábra: Földgázfelhasználás szektoronként Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 A felhasználók számára az teszi vonzóvá a földgázfelhasználást, hogy vezetékes energiaellátó rendszeren keresztül - komfortosan - férhetnek hozzá. Egyedülálló előny az is, hogy a földgáz tetszőlegesen nagy mennyiségben gazdaságosan tárolható. Hangsúlyozni kell, hogy az időnként jelentkező ellátási gondokat nem az energiahordozó piaci hiánya, hanem a csúcsigények kielégítéséhez szükséges kapacitások létesítésének és fenntartásának gazdaságtalansága és rendezetlensége okozza. Egyik gázpiaci engedélyes sem vállalja magára önként a csúcskiegyenlítésből adódó többletköltségeket, az érvényes jogszabályok pedig nem rendelkeznek a feladatról, és nincs külön tarifája ennek a tevékenységnek. 181

Tihanyi L.

550 500

n

450

n

400

-• nnnn

n

350 300 250 200

I

r-i n

150 100 50

0

iiiiiiiilllil 1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

• Villamos energia ellátás EH Földgázellátás a villamos- és hőenergia termelés nélkül

8. ábra: A vezetékes energiaellátó rendszerek összehasonlítása A legkomfortosabb energiaellátást a vezetékes villamos- és földgázellátó rendszerek nyújtják a felhasználóknak. A 8. ábrán a villamos energia mennyiségek azonosak a 6. ábrán látható értékekkel, a földgáz esetében a 7. ábrán látható értékek az átalakítási célra, azaz a villamos- és hőenergia termelés céljára használt földgáz mennyiségekkel csökkentett értékek. A 8. ábráról látható, hogy az elmúlt évtizedben a két vezetékes energiaellátó rendszer együttesen a 400-500 PJ energiát forgalmazott, és ezzel alapvető szerepet játszott a magyar fogyasztók energiaellátásában. A vezetékes rendszereken keresztül a villamos energia és a földgáz felhasználásának aránya 1970-ben 40-60 %, volt ez az érték 2003-ra 30-70 %-ra változott. Villamos energia ellátásban - a modern kor követelményének megfelelően - minden háztartás, intézmény és vállalkozás, földgázellátásban az előzőnél szűkebb kör, 2500 településen 3,1 millió lakossági és 186 ezer nem lakossági fogyasztó részesül [2]. Összegzésképpen megállapítható, hogy az elmúlt három évtizedes energiafelhasználási adatok trendjeinek elemzése kedvező irányú változásokról tanúskodik. Nem a mennyiségi növekedés, hanem a kedvező irányú minőségi változások domináltak. Az energiahordozókat tekintve elmondható, hogy a nagyobb környezetterhelést okozó szénfelhasználás, és a legdrágább energiaforrást jelentő kőolaj részarányának lassú csökkenése, illetve az atomenergia és a földgáz lassú növekedése következett be. A fosszilis energiahordozók összes mennyisége az elmúlt évtizedben stagnált, és jelentősen kisebb volt az 1987-es csúcsértéknél. A fosszilis energiahordozók összegzett importjával kapcsolatban is megállapítható, 182


hogy 1987 után csökkent, majd az 1990-es években mérsékelten nőtt, és napjainkra érte el az 1987-es szintet. A megújuló energiaforrásokkal kapcsolatban hangsúlyozni kell, hogy részarányuk a primerenergia mérlegben még nem számottevő, de az elmúlt években hasznosításuk dinamikusan növekedett.

Nemzetközi összehasonlítás Az elmúlt időszakban az Európai Közösségnek nem volt közös és egységes energiapolitikája, csak nemzeti energiapolitikák léteztek. Hangsúlyozni kell azt is, hogy nem minden tagország készített energiapolitikát. Ennek oka valószínűleg az, hogy az energiaellátásban egyre nagyobb szerepet játszanak az energia-piacok, és az állami beavatkozás csak indirekt módon, jogi és pénzügyi szabályozás útján érvényesül. Az EK-n belül az energiaellátás a nemzeti keretekből egyre inkább regionális keretek felé tolódik el. A nemzeti integrált energiaellátó társaságok helyett az elmúlt évtizedben EU irányelvekkel szabályozott egységes villamos energia és földgáz piac alakult ki Európában. Alapvető koncepcionális fordulatot jelentett, hogy szétválasztották a kereskedelmi-ellátási tevékenységet az infrastruktúra üzemeltetésétől, és olyan piaci szabályozást írtak elő, amely lehetővé teszi minden kereskedő részére a diszkrimináció mentes szabad hozzáférést az energetikai infrastruktúra szabad kapacitásához. A nemzetközi összehasonlításnál nem hagyható figyelmen kívül, hogy minden országnak van valamilyen jellemző adottsága, feltételrendszere az energiaigények és az energiaforrások oldaláról egyaránt. Az előzőek miatt a nemzetközi összhasonlításnál Magyarországot nem valamely másik tagállamhoz, hanem a konvergencia célokat meghatározó EU-15 csoporthoz célszerű hasonlítani. Az EU-15 csoportban a nemzeti sajátosságok jórészt kiegyenlítődnek, és piaci egyensúlyi arányokhoz közelálló energiahordozó struktúrával lehet számolni. Az összehasonlítást megkönnyítette és egyértelművé tette az a tény, hogy az elemzés alapját képező adatbázisban mind Magyarországra, mind pedig az EU-15 csoportra azonos értelmezésű adatok szerepelnek. A 9. ábrán a halmozatlan primerenergia felhasználás arányai láthatók 2003-ban. Figyelemre méltó, hogy a szénfelhasználás aránya közel azonos. A szénhidrogének együttes részaránya Magyarországon 71,1 %, szemben az EU-15 csoport 63,7 %-os részarányával. Ugyanakkor figyelemre méltó, hogy Magyarországon a legdrágább energiahordozó, a kőolaj és kőolajszármazékok részaránya 14,3 %-kal volt kisebb, mint az EU-15-ben. Magyarországon az elmúlt évtizedekben gazdasági és környezetvédelmi okok miatt a szénhidrogének közül a földgáz került előtérbe, ennek eredménye a kiemelkedően magas részarány a primerenergia mérlegben. Az atomenergia részaránya 4,2 %-kal volt kisebb, mint 183

Tihanyi L.

az EU-15-ben. A megújulok részaránya 2003-ban még nagyon alacsony volt, de az állami támogatások eredményeképpen értéke folyamatosan növekszik.

Magyarország

EU-15

0%

10%

20%

30%

EU-15 • Geotermális/szél/nap ! E9 Megújuló

0,6% 4,0% 1,6% 15,4%

• Vízerő G Nukleáris • Földgáz • Kőolaj+termékek

24,0% 39,7%

• Szén

14,6%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Magyarország 0,3% 3,2% 0,1% 11,2% 45,7% 25,4% 14,1%

9. ábra: A halmozatlan primerenergia felhasználás arányai 2003-ban Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 A 10. ábra tanúsága szerint 2003-ban a villamos energia termelésre használt energiahordozók közül a szén részaránya közel azonos az EU-15-ben és Magyarországon. A kőolajszármazékok esetében is hasonló a helyzet. Jelentős különbség van viszont a villamos energia termelésre felhasznált földgáz részarányában. Az atomenergia részesedése Magyarországon 7,9 %-kal kisebb, mint az EU-15-ben. Az összes megújuló részaránya az EU-15-ben 8,9 %, szemben a magyar 1 %-os értékkel (2003-ban!). A teljesség érdekében indokolt összehasonlítani a villamos energia felhasználásának szektorok szerinti megoszlását Magyarországon és az EU-15-ben. A 11. ábra alapján 2 %-nál nagyobb eltérés csak az iparban felhasznált, továbbá az önfogyasztás/veszteség/egyéb kategóriába eső értékek között van. Az elkövetkező években a közel 24 %-os önfogyasztás/veszteség/egyéb csökkentése 15-20 % közé jelentős erőfeszítéseket igényel a hazai villamos energia ipar szakembereitől. 184


Magyarország

EU-15

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90% 100%

Magyarország

EU-15

0,0%

• Geotermális/nap/szél D Megújuló

_3J4%

• Vízerő G Nukleáris • Gáz • Köolaj+termékek

-'

^4,0%^

0,2%

39,4%

31,5%

16,9%

33,3%

5,3% 29,6%

• Szén

29,3%

10. ábra: Villamosenergia termelésre használt energiahordozók arányai 2003-ban Forrás: IE A Energy Statistics, www.iea.org, 2005

Magyarország I

!

í

I

• Ii

EU-15

; 0%

;

!

10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% EU-15

Magyarország

• Önfogyasztás/veszteség/egyéb

14,4%

23,6%

• Egyéb célú felhasználás

0,2%

• Mezőgazdaság

1,4%

• Közlekedés

2,3%

2,5%

a Ipar

35,3%

23,3%

• Kereskedelem/szolgáltatás

21,5%

21,0%

D Lakosság

24,9%

26,9%

0,0% """

2,6%

"""

11. ábra Villamosenergia-felhasználás szektoronként 2003-ban Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 185

Tihanyi L.

Magyarország jellegzetessége az EU-15 átlagánál jelentősen nagyobb földgáz részarány az energiamérlegben, ezért indokolt megvizsgálni a földgázfelhasználás szektoronkénti megoszlását is. A 12. ábrán látható, hogy jelentős eltérés van az ipari és a kereskedelem/szolgáltatási szektor részarányában, de a kettő együttes aránya már közel áll Magyarország és az EU-15 esetében. A lakossági felhasználás részarányában a különbség 2,3 %, ami nem tekinthető jelentős eltérésnek. A lakosság + kereskedelem és szolgáltatás + ipar együttes részaránya Magyarországon 62,5 %, míg az EU-15-ben 64,2 %, ami nem jelent lényeges eltérést. A villamos energia termelésre használt földgáz részarányának összehasonlítása is hasonló eredményt ad, a különbség mindössze 2,4 %.

Magyarország

EU-15

i;%

10%

20%

30%

EU-15 • Hőenergia termelés • Villamos energia termelés D Önfogyasztás/veszteség/egyéb • Mezőgazdaság • Közlekedés IS Ipar

0,9% 27,0% 5,0%

D Kereskedelem/szolgáltatás • Lakosság

7,5% 29,9%

1,0% 0,2% 26,8%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

Magyarország 4,2% 25,7% 5,1% 1,7% 0,0% 14,2% 15,9% 32,4%

12. ábra Földgázfelhasználás szektoronként 2003-ban Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005

186

100%

Magyarország energiaellátása az elmúlt

évtizedekben

Indikátorok A múltbeli trendek a mennyiségi változások időbeni alakulására jellemzők. Ezekből azonban nem lehet következtetéseket levonni arra vonatkozóan, milyen hatékony az energia felhasználása, az ország gazdasági fejlettségéhez képest, azaz sok vagy kevés energiát használ-e fel. Ez utóbbi kérdések eldöntésére szolgálnak az un. indikátorok, vagy fajlagos mutatók. A továbbiakban négy fajlagos mutató, az egy főre jutó primerenergia felhasználás, az egy főre jutó villamosenergia felhasználás, az egységnyi GDP-re jutó primerenergia, és végül az egységnyi GDP-re jutó villamosenergia felhasználás magyarországi értékei és trendjei az EU-15 értékekkel lettek összehasonlítva. Az energiaigényességi mutatók vásárlóerő paritásra vonatkoznak. Az indikátoroknál minden esetben láthatók az egyes évekre vonatkozó értékek, továbbá a mutatószámnak az 1990-es bázisévhez viszonyított százalékos változása.

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

ÍCZDHU (toe/fő)ÜÉ ÉlM5 (toe/fő) -W-HU (%) —-EÜ-Í5 (%YI

13. ábra: Egy főre jutó primerenergia felhasználás Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 Az egy főre jutó primerenergia felhasználással kapcsolatban hangsúlyozni kell, hogy ez a mutatószám egyrészt a primerenergia felhasználás, másrészt a népesség aktuális értékétől függ. Az 1970 és 2003 közötti időszakban - a 13. ábra tanúsága szerint - a mutatószám jelentős különbséget mutatott Magyarország és az EU-15 csoport között. Magyarország esetében a mutatószám értéke 1990 és 2003 között 2,5 toe/fő érték körül ingadozott, míg ugyanezen időszakban az EU-15 csoportnál 3,6 toe/fő értékről 4,0 toe/fő értékre nőtt. A mutatószám nagyságának és változási trendjének az eltérése az EU-15 csoportétól azt mutatja, 187

Tihanyi L.

hogy Magyarországon az energetikában lévő tartalékok feltárása még nem fejeződött be. Az egy főre jutó villamos energia felhasználás összehasonlításánál a 14. ábra alapján növekvő különbség látható Magyarország és az EU-15 átlaga között. Bár Magyarországon 1992 óta ez a mutatószám folyamatosan növekszik, 2003-ban értéke mindössze 53 %-a az EU-15 országok átlagának. Ez azt jelenti, hogy a felzárkózás során számottevő növekedés várható. 9 000 8 000 7 000 6 000 >2 5 000 .c 5

4 000 3 000 2 000 1 000 0 1970

1975 1980 1985 1990 1995 2000 CZJHU (kWh/fő]TÜÍEIJ-T5~(kVVh/fő)"-MHHÚ (%) —EU-15 (%)]

14. ábra: Az egy főre jutó villamos energiafelhasználás Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 Az előzőnél kisebb különbséget és kedvezőbb trendet mutat az egységnyi GDP-re jutó primerenergia felhasználás vásárlóerő paritáson történő összehasonlítás esetén. A 15. ábrán látható az a kedvező trend, hogy 1996-tól erőteljes csökkenés figyelhető meg. Ugyanakkor hangsúlyozni kell, hogy az európai és a világpiacon nem vásárlóerő paritáson, hanem árfolyam alapon történik az elszámolás. A mutatószámnak ez utóbbi módon meghatározott értéke 2003-ban Magyarországra 2,7-szer volt nagyobb az EU-15-re vonatkozó értéknél. Ez a kedvezőtlen helyzet a közgazdászok széleskörű véleménye alapján Magyarország kisebb jövedelemtermelő képességéből adódik. Az előzőeknél is kedvezőbb a kép, ha az egységnyi GDP-re jutó villamosenergia-felhasználás összehasonlítása vásárlóerő paritáson történik. A 16. ábrán látható, hogy az EU-15 országokra vonatkozó átlagos érték meglehetősen szűk intervallumban változott a vizsgált időszakban, ami azt jelenti, hogy a mutatószámra gazdasági, időjárási és egyéb hatások csak korlátozottan hatnak. A Magyarországra vonatkozó értékeknél az 1990-es években viszonylag 188


nagyobb változások is láthatók, de az elmúlt években a mutatószám megközelítette az EU-15 átlagát, és stabilizálódott. Ugyanakkor itt is hangsúlyozni kell, hogy 2003-ban Magyarországra árfolyam alapon számított villamosenergia igényességi mutatószám 2,2-szer volt nagyobb, mint az EU-15-re vonatkozó érték. 0.4

140%

0,35

130%

0,3

120%

o 0,25

110%

0. CL.

CT

§

CT OJ

100%

Ü,2 3

i„

u N»

0,15

90%

n 1

80%

0,05

70%

d) di

o

3?

60%

0 1970 •

I

1975

1980

1985

1990

1995

2000

HU (toe/ezer US${2000 PPP}) • • EU-1 S^toe/ezer US${2000 PPP}) - * - H U (%[ —

EU-15 (%) j

75. ábra: Egységnyi GDP-re jutó primerenergia felhasználás vásárlóerő paritáson számítva Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 0,40

110%

0,35

100% 90%

g; 0,30 Q.

H0%

o 0,25 o

CT O II

70%

o

0) Oí

£Í 0,20

m% '—'

§0,15 5 0,10

0

s

50% 40%

0,05

30%

0,00

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

[CZD HU (kWh/US$ {2000 PPP}) • • EU-15 (kWh/US$ {2000 PPP}) - « - H U (%)

EU-15(%)|

16. ábra: Egységnyi GDP-re jutó villamosenergia-felhasználás vásárlóerő paritáson számítva Forrás: IEA Energy Statistics, www.iea.org, 2005 189

Tihanyi L.

Következtetések Magyarország energiafelhasználási adatainak elemzése és nemzetközi összehasonlítása azt mutatta, hogy 1970 és 2003 között kedvező változások következtek be. 1978-ban megtört az energiafelhasználás dinamikusan növekvő trendje, és az elkövetkező évtizedben kedvező folyamatok indultak be. 1988 és 1992 között végbement gazdasági átalakulás az energiafelhasználás területén jelentős mértékű arányeltolódást eredményezett. Végül az elmúlt évtizedben a piaci hatások váltak meghatározóvá. Környezetvédelmi szempontból, és az ország versenyképességének szempontjából egyaránt kedvező, hogy a primerenergia felhasználás 2003-ban is lényegesen kisebb volt, mint 1978-ban, vagy 1987-ben. A C0 2 kibocsátás szempontjából kedvező, hogy az elmúlt évtizedekben a szén és a kőolaj részaránya csökkent, a földgáz és az atomenergia részaránya pedig nőtt az energiamérlegben. Ugyanakkor fontos stratégiai szempont, hogy a szén részaránya sem a primerenergia mérlegben, sem pedig a villamos energia termelésnél nem csökkent kisebb értékre, mint az EU-15 országcsoportban. Az ország bruttó energiafelhasználásában bekövetkezett kedvező változások ellenére az import energiahordozók részaránya folyamatosan nőtt, mivel a hazai termelés két fő ok készletcsökkenés és bányabezárás -- miatt az elmúlt évtizedekben csökkent. A végfogyasztók ellátásában a két nagy vezetékes energiaellátó rendszer vált meghatározóvá. A vezetékes földgázellátó rendszer Magyarországon sajátos helyzetbe került, mert napjainkra a fűtési célú energiaigények döntő részét földgázzal elégítik ki. A különböző fajlagos mutatószámok tükrözik a pozitív változásokat, de a jelentős különbségeket is Magyarország és az EU-15 országok között. Kedvező, hogy a vásárlóerő paritáson számított energia- vagy villamos energia igényességi mutatószámok erőteljes konvergenciát tükröznek Magyarország és az EU-15 országcsoport között. Ez azt jelenti, hogy az ország energiafelhasználása gazdasági fejlettségének megfelelő. Ugyanakkor az árfolyam alapon számított energiaigényességi mutatószámok sokkal kedvezőtlenebbek, ami felhívja a figyelmet arra, hogy az ország versenyképessége elmarad az EU-15 országokétól.

190


Irodalom [1] Molnár L.: Investments Issues in the Electricity Sector of the Economies in Transisition in the UNECE Region Ad Hoc Group of Experts on Electric Power, November 2003, www.energiakozpont.hu [2] Gázszolgáltatók Egyesülése - Üzleti Jelentés 2004 Gázszolgáltatók Egyesülése, Budapest, 2005, www.hungas.hu [3] Annual Report 2004 to the European Commission Hungarian Energy Office, Budapest, July 2005, www.ergeg.org

191

A kiadásért felelős a Miskolci Egyetem Rektora Megjelent a Miskolci Egyetemi Kiadó gondozásában Felelős vezető: Dr. Péter József Műszaki szerkesztő: Csenge Istvánné Közlemény készítése: Műszaki Földtudományi Kar Példányszám: 500 Készült: Develop lemezről, az MSZ 5601 és 6502 szabványok szerint A sokszorosításért felelős: Kovács Tiborné üzemvezető TU. 2006-340-ME ISSN 1417-5398

A Miskolci Egyetem Közleményeinek rövid története A Miskolci Egyetem soproni jogelődje indította el az Egyetemi Közlemények sorozatát A soproni M. Kir. Bányamérnöki és Erdőmérnöki Főiskola Bányászati és Kohászati Osztályának Közleményei címmel (l.-VI. kötetek) 1929-ben. Az 1934-töl 1947-ig terjedő időszakban M. Kir. József Nádor Műszaki és Gazdaságtudomány Egyetem, Bánya-, Kohóés Erdőmérnöki Kar Sopron volt az intézmény neve. Ennek megfelelően változott a közlemények címe: Bánya és Kohómérnöki Osztály Közleményei (VII.-XVI. kötetek). Az 1950 előtti utolsó kötetnek - az intézmény nevének további változása miatt - Műszaki Egyetem, Bánya-, Kohó- és Erdőmérnöki Kar, Sopron, Bánya és Kohómérnöki Osztály Közleményei volt a címe. A közlemények kiadása 1950 után átmenetileg szünetelt. A Gépészmérnöki Kar 1949-es miskolci megalapítását, illetve a soproni Bánya és Kohómémöki Karok Miskolcra történő költözését követően 1955-ben a Miskolci Nehézipari Műszaki Egyetem Közleményei címmel újra indult a közlemények kiadása mind magyar, mind pedig idegen nyelven. 1976-ban, a kari struktúrához is igazodva, négy sorozat indult - A Sorozat (Bányászat), B Sorozat (Kohászat) C Sorozat (Gépészet) és D Sorozat (lennészettudományok). Ezek magyarul és idegen nyelveken (angol, német, orosz) is megjelentek. 1990-ben, újabb karok alapítását követően, Miskolci Egyetem lett az intézmény neve és Miskolci Egyetem Közleményei lett a közlemények címe. Egyidejűleg kibővítették a Közleményeket, oly módon, hogy továbbra is igazodjon a kari szerkezethez. Ennek megfelelően három új sorozat indult: E Sorozat (Jogtudomány), F Sorozat (Gazdaságtudomány) és G Sorozat, (Bölcsész és Társadalomtudományi Közlemények).

Ez a kiadvány Dr. Zambó János születésének 90. évfordulója alkalmából rendezett konferencia, megemlékezés, és szoboravatás eseményeit foglalja magába.

;17 35

aJ î^^s^^^sí-S

BÁNYÁSZAT ES GEOTECHNIKA 2006. A sorozat, Bányászat, 68. kötet

" ÍIASIISÓLO

TARTALOM ]

Hlöszó Prof. Dr. Ii.c. múlt. Dr. Kovács

3 Ferenc

2.

Zambó János rektorra cmlckcz.vc Prof. Dr. Bcscnvci Lajo.s

5

3.

Viss7.acmlckc7.es Dr. Zambó Jánosra, Professzoromra, a Bányamérnöki Kar egykori dékánjára Dr. Böhm József

9

4.

I-^mlckcim Zambó János akadémikusról Prof. Dr. Páczeit István

15

5.

líinlékeim Zambó János Professzorról Prof. Dr. Cselényi József

21

6.

Poilutant Rclcasc in Ihc Disposal of Rca-Ciypsum and Watcr From ilue Cias Desulphurisation Prof. Dr. h.c. múlt. Dr. Ferenc Kovács - Dr. Béla Mang

25

7.

Nagyméretű üregnyitások bÍ7tonsági kérdései Prof. Dr. Somosvári Zsolt

39

8.

Egy magyarors7Ígi széntüzelésű építőanyag.. Prof. Dr. Molnár J(')zsef

9.

Hgy lakott településhez közeli kőbányában végzett robbantások szeizmikus hatásának viz.sgálata Dr. Bohus Géza Dr. Buócz Zoltán

hőerőmű

üzemelésének

melléktermékeiből

készült

kompozit

10. Környezetvédelem és bányászat avagy; „szabaduljunk meg a bányászat rabságától"? Dr. Benke László 11. Hnvironmcntal Performance Asscssment in Mining Dr. Zoltán Buócz Timea Molnár Sípos 12. Az ásványvagyongazdálkodás kérdései a hosszú távú előretekintések fényében Dr. Buócz Zoltán Gál Orsolya 13. Dusting Investigation of Deposited Slag-Scale-Rea Gypsum Materials Györgyi Szarka 14. Kőbányák optimális jövesztéstechnológiájának kialakítása Böhm Szilvia 15. Az európai szénipar és kihívásai Márkus Kosma 16. A rajna-vidéki bamaszénbányászat Márkus Kosma 17. Zusammenhang zwischcn deni Fcuchtigkeitsgchalt, Hcizwert und Aschcgchalt dcr Lignitflöze Márkus Kosma 18. Aschegehalte und Heizwcrtc dcr l.ignitflőzc Nach dcr Analysc dcr Bohrkcmc und Schlitzprobcn.... Márkus Kosma 19. HcizwcrtándcRing der Lignitflöze im Bcrcich dcs Tagebaus Visonta Ost II in Abhángigkeit des Márkus Kosma 20. Hcizvvcrtándcrung dcr Lignitflöze in Abhángigkeit des Aschcgchaltes nach dcn Bohrdaten Márkus Kosma 21. Magyarország energiaellátása az elmúlt évtizedekben Dr. Tihanyi László

53

63 77 83 95 f}3 119 129 135 143 151 759 169 175

BÁNYÁSZAT ÉS GEOTECHNIKA

Recommend Documents