Prace podziemne: zintegrowany system utylizacji urobku z drążenia tuneli
Co dzieje się z urobkiem wydobywanym podczas budowy tuneli? Trzyletnie prace zakończonego we wrześniu 2015 r. projektu unijnego pozwoliły zbadać możliwości odzyskiwania wartościowych surowców mineralnych z urobku powstającego przy drążeniu tuneli, który zwykle jest jedynie odpadem. W ramach projektu DRAGON (Development of Resource-efficient and Advanced Underground Technologies) opracowano prototypowy system realizujący to zadanie. "Szacujemy, że podczas budowy tuneli w Europie zostanie w przyszłości wydobytych około 800 milionów ton urobku" — wyjaśnia prof. Robert Galler, kierownik zakładu inżynierii podziemnej na Montanuniversität w Leoben w Austrii. "Recykling tych materiałów pozwoliłby znacząco zmniejszyć zapotrzebowanie na surowce mineralne ze źródeł pierwotnych i ograniczyć wpływ na środowisko". Montanuniversität był partnerem koordynującym projektu, który angażował również przedstawicieli przemysłu i instytucje akademickie z Niemiec, Szwajcarii, Francji i Zjednoczonego Królestwa. Wielu z partnerów bierze obecnie udział w dużych budowach podziemnych, co umożliwiło praktyczne zastosowanie opracowanych metod przetwarzania urobku. Przykładem może tu być projekt hydroenergetyczny Les Farettes w Szwajcarii, gdzie z urobku odzyskiwane jest kruszywo przydatne do innych prac na budowie. ‘ Analizy podziemne Partnerzy projektu DRAGON stanęli przed wyzwaniem stworzenia opłacalnego i efektywnego procesu recyklingu. "Naszym celem było jednoznaczne oddzielenie materiałów o znaczeniu przemysłowym od odpadów nadających się tylko na wysypisko" — mówi prof. Galler. "Analizy urobku opierają się na bieżącym, zautomatyzowanym pobieraniu próbek oraz charakteryzowaniu właściwości fizycznych, chemicznych i mineralogicznych". Partnerzy projektu DRAGON opracowali system charakteryzowania materiałów zintegrowany bezpośrednio z maszyną drążącą. Proces jest w całości wykonywany pod ziemią, od analizy po sortowanie. Każde z pięciu prototypowych urządzeń opracowanych w ramach projektu automatyzuje inny etap procesu. W prototypach zastosowano zautomatyzowane metody analizy próbek, w tym rentgenowską analizę składu pierwiastkowego, precyzyjne mikrofalowe pomiary wilgotności i fotooptyczne analizy wielkości ziaren. "Aparatura do analizy pierwiastkowej musi być chroniona specjalną obudową. Na podstawie wyników testów i prowadzonej na bieżąco klasyfikacji materiałów następuje dalsze przetwarzanie surowców w podziemnej sortowni. Pozyskane surowce można sortować w ramach istniejącego procesu technologicznego i albo używać ich na miejscu, albo transportować je do użytku w innym sektorze" — mówi prof. Galler. Korzyści ekologiczne i gospodarcze Prace konsorcjum DRAGON pozwoliły też wykazać korzyści ekologiczne poprzez analizę cyklu życia. "Wyniki dla większości wskaźników pokazują, że korzyści dla środowiska zwiększają się wraz ze wzrostem proporcji urobku, który nie trafia na wysypiska. Korzyści wynikają z eliminowania negatywnego wpływu na środowisko związanego ze składowaniem na wysypiskach i wydobywaniem danego surowca w formie pierwotnej" — wyjaśnia prof. Galler. Ważnym warunkiem stawianym przez producentów maszyn i firmy budowlane było stosowanie nowego procesu DRAGON bez pogarszania prędkości drążenia tuneli. Badacze są pewni, że ten konkretny warunek można spełnić, jednak opłacalność recyklingu zależy również od zapotrzebowania na surowiec w miejscu budowy i pobliskich zakładach przemysłowych. Partnerzy konsorcjum DRAGON obliczyli, że około 80% urobku można potencjalnie użyć ponownie, a transport odzyskanych surowców do zewnętrznych odbiorców przemysłowych jest opłacalny w promieniu 150 km. Przyszły wpływ prac Badacze zaproponowali, by w strategii gospodarowania surowcami przy każdej budowie tunelu uwzględniać odtąd już na etapie planowania potencjał wykorzystywania urobku, przyjmując za cel zwiększanie efektywności wykorzystania zasobów i eliminowanie odpadów. Prof. Galler podsumowuje: "Nasze nowe technologie będą mieć strategiczny wpływ na zrównoważone gospodarowanie ograniczonymi zasobami mineralnymi i mogą zmniejszyć uzależnienie UE od surowców importowanych, co przełoży się na zwiększanie konkurencyjności przedsiębiorstw związanych z budowlami podziemnymi i tworzeniem nowych technologii oszczędzania surowców". Partnerzy konsorcjum DRAGON zamierzają używać wypracowanych wyników nie tylko we własnych projektach, ale również jako danych demonstracyjnych dla innych przedsiębiorstw w sektorze budowlanym. "Zastosowanie wyników projektu DRAGON również w tych projektach mogłoby umożliwić ponowne wykorzystanie ogromnych ilości surowców teraz i w kolejnych dekadach" — kończy prof. Galler.
Słowa kluczowe
DRAGON, budowle podziemne, recykling, urobek, drążenie tuneli, analiza zautomatyzowana, analiza cyklu życia, odpady, efektywne gospodarowanie zasobami, zrównoważony rozwój
