Dynamiczny rozwój infrastruktury, a co za tym idzie zwiększenie prac w sektorze budownictwa, sprawił, że wzrosło zapotrzebowanie na surowce piaskowo-żwirowe. Podobna sytuacja ma miejsce nie tylko w Polsce, ale i na całym świecie. Konsekwencją tego jest wyeksploatowanie znacznej części otwartych złóż tego typu, co spowodowało ogromny wzrost zainteresowania wydobyciem kruszyw spod lustra wody. Do lat siedemdziesiątych dwudziestego wieku udział kruszyw wydobywanych spod lustra wody nie wynosił nawet pięćdziesięciu procent [3][2]. Od tego momentu jednak obserwujemy znaczny wzrost i dzisiaj jest to już ponad siedemdziesiąt pięć procent [2][3]. Warto dodać, iż nadal jesteśmy daleko w tyle za wysoko rozwiniętymi krajami europejskimi, jeśli chodzi o ilość wydobywania surowców tym sposobem.

Od starożytności po współczesność

Według danych historycznych, eksploatacją spod lustra wody zajmowali się już starożytni Egipcjanie i Chińczycy. Oczywiście używali oni bardzo prostych narzędzi, typu szufle czy łopaty, chociaż jeszcze w latach 1844-1948 tego typu sprzęty wykorzystywane były przez warszawskich piaskarzy do wydobywania piasku i żwiru z Wisły [2]. Z okresu średniowiecza możemy odnaleźć projekty pływającej pogłębiarki łyżkowej usytuowanej na pontonach. Największy postęp w rozwoju technologii eksploatacji spod wody nastąpił w czasach rewolucji przemysłowej w XIX wieku, gdzie w pogłębiarkach łyżkowych i wieloczerpakowych zastosowano maszyny parowe [3][5]. Obecnie, w zależności od warunków górniczo-geologicznych, do wydobycia kruszyw spod wody stosuje się różne technologie, które są ciągle ulepszane. W latach 1960-1990 w Polsce do takiego wydobycia stosowano pogłębiarki wieloczerpakowe i chwytakowe, które używane są do dzisiaj [3]. Współcześnie eksploatacja tego typu charakteryzuje się w skali światowej gospodarki dużą dynamiką wzrostową w związku z wyczerpywaniem się tradycyjnych zasobów lądowych oraz coraz trudniejszego dostępu do nich. Technologii wydobycia kopaliny tego typu obecnie jest wiele. Przeważnie są to procesy mechaniczne, hydrauliczne lub pneumatyczne. W 2011 roku największe wydobycie z wód śródlądowych prowadziły Holandia (8 mln m3), Dania (7 mln m3) i Wielka Brytania (6 mln m3)[1]. W wielu krajach, w tym również w krajach Unii Europejskiej, wydobycie prowadzi się z obszarów morskich. W tym aspekcie królują Stany Zjednoczone (ponad 600 mln m3 rocznie), zaś w Europie liderem jest Wielka Brytania (11 mln m3 rocznie) [2][6]. Od szufl i stosowanych w starożytności, poprzez maszyny parowe, aż do dzisiaj proces mechanizacji wydobycia postępuje. Jest to niezbędne w celu obciążenia kosztów wydobycia oraz poprawienia wydajności.

Technologie wydobycia

Odpowiednią technologie eksploatacji dobiera się w zależności od warunków górniczo-geologicznych, głębokości zalegania oraz miejsca wydobycia. Do wydobycia spod wody stosuje się koparki chwytakowe, wysięgnikowe, suwnicowe czy wielonaczyniowe koparki hydrauliczne ssąco-frezujące, ssące, hydropneumatyczne oraz urządzenia zgarniające[2]. Gdy rozważymy złoża częściowo zawodnione, eksploatacja może być wykonywana także z lądu. W przypadku urobku wydobywanego, na przykład z dna rzeki lub innego zbiornika wodnego, używane są pogłębiarki pływające, platformy półzanurzone lub refulery. W przypadku eksploatacji złóż z dna morza stosowane są pogłębiarki morskie o bardzo dużej ładowności i zasięgu eksploatacji do nawet 100 metrów [2]. Maszyny te dobierane są nie tylko ze względu na miejsce i warunki eksploatacji, ale także ze względu na parametry pracy, jakie interesują przedsiębiorcę. Jeśli weźmiemy pod uwagę ciągłość pracy, to najlepszym wyborem będą pogłębiarki wieloczerpakowe [3]. Właściwie urządzenia te, jako jedyne, cechują się ciągłym charakterem eksploatacji, jeśli rozważymy wydobycie spod lustra wody. Wykorzystują one czerpaki przymocowane do łańcucha, zaś całe urządzenie jest umieszczone na konstrukcji pontonowej [3]. Aby utrzymać stabilność, pogłębiarka trzymana jest przez kotwice umieszczone na linach [2]. Umożliwiają one także koparce ruch do przodu, zaś pobór materiału następuje przez dosuw boczny. W ten sposób następuje również pobór urobku z bocznych rynien załadowczych na barki lub taśmociągi. Ciągły charakter tego układu technologicznego, czyli pogłębiarka-przenośnik taśmowy, daje bardzo dużą wydajność – maksymalnie nawet 1100 m3/h [1]. Jeśli chodzi o jego stosowanie ze względu na warunki górniczo-geologiczne, to używany jest on do różnych rodzajów kopalin stałych i jest on w stanie pracować w trudnych warunkach. Zasięg pracy tej maszyny to 25 metrów [1]. Największą trudność podczas wykorzystywania tego urządzenia sprawiają głazy czy pnie, mogąc powodować łatwe uszkodzenie urządzenia, co pociąga za sobą ogromne koszty naprawy i wymiany części. Właśnie z tego powodu maszyny te są coraz rzadziej stosowane [3].

Cały artykuł dostępny w magazyynie "Surowce i Maszyny Budowlane" 3/2015