Joanna Stebel: Ja, dziołcha wychowana w cieniu kominów i wież szybowych KWK „Wujek"

Chociaż zakradanie się w okolice torów tak, aby nasi opiekunowie nie wiedzieli, było ciekawe, to najbardziej intrygowała mnie zawsze sama kopalnia. Jakie procesy odbywają się w plątaninie taśmociągów? Co dzieje się, gdy na wieży szybowej kręcą się koła? Dlaczego przy niektórych budynkach jest tak głośno? Po co w ogóle wydobywamy ten węgiel? Aby w pełni zaspokoić dziecięcą ciekawość, musiałam na wiele lat uzbroić się w cierpliwość, aż do podjęcia studiów inżynierskich. Podróż przez meandry przemysłu chemicznego okazała się równie wciągająca, co życie studenckie.

O co tyle hałasu, o co robić rewolucję?

Węgiel kamienny to nie tylko paliwo, które można zastosować chociażby do ogrzewania budynków mieszkalnych. To cenna kopalina, z której możemy otrzymać cały szereg surowców kluczowych dla funkcjonowania przemysłu chemicznego. Jak podaje Jacek Molenda w swojej nieśmiertelnej książce „Technologia chemiczna”, wydobyty spod ziemi węgiel kamienny podlega mnogości dalszych procesów: koksowaniu, spalaniu (z chemicznego punktu widzenia – utlenianiu), uwodornianiu i zgazowaniu. Dla gospodarki kraju najważniejsze jest koksowanie, bowiem bez koksu nie da się wyprodukować stali w procesie wielkopiecowym.

Zanim zagłębimy się w niezbyt aromatyczny, a jednocześnie pełny węglowodorów aromatycznych proces koksowania i inne procesy związane z chemią węgla, musimy zatrzymać się przy historii. I to Górnego Śląska. To właśnie tutaj w 1780 roku pracę dla księcia pszczyńskiego Friedricha Erdmanna Anhalt-Köthena rozpoczął Johann Christian Ruberg, który przejdzie do historii jako „śląski Faust”. Syn młynarza z Ilsenburga zasłynął opracowaniem tak zwanej śląskiej metody wytapiania cynku, polegającej na zastosowaniu pracujących ciągle pieców muflowych – bez oziębiania. Piece nie były już opalane drewnem, lecz węglem. Dzięki rewolucyjnej metodzie Ruberga produkcja cynku stała się bardziej opłacalna, a zapotrzebowanie na węgiel kamienny gwałtownie wzrosło, tym samym dając początek rozkwitowi górnictwa tego surowca. Wcześniej węgiel wydobywano na użytek prywatny lub na potrzeby niewielkich zakładów, takich jak kuźnie.

Losy Ruberga okazały się niezwykle trudne i smutne. Twórca nowatorskiego sposobu na cynk, dzięki któremu w 1860 na Śląsku wytwarzano 40% światowej produkcji cynku, zmarł w biedzie i zapomnieniu 5 września 1807 roku. Jego szczątki spoczywają w bliżej nieokreślonym miejscu na cmentarzu ewangelickim w Hołdunowie, który dziś jest dzielnicą Lędzin.

Dawno temu w trawie, czyli skąd mamy paliwa kopalne

Wszystko na naszej Ziemi jest wynikiem niezwykłych związków przyczynowo-skutkowych i nieprawdopodobnych wręcz przypadków. Także dzisiejsze wydobycie ropy naftowej, węgla kamiennego i gazu ziemnego jest efektem procesów, które zachodziły przez wieki, dawno temu. Powstanie paliw kopalnych oraz sekrety przeróbki węgla kamiennego świetnie przedstawił inż. Piotr Klich w artykule „Węgiel kamienny – jego przeróbka i zastosowanie” w magazynie „Świat górnika” nr 3 z 20 marca 1946 roku.

Wiele milionów lat wstecz, na długo zanim pojawił się człowiek, klimat naszej planety był gorący, o obfitych opadach atmosferycznych. Wiązało się to z istnieniem w owym czasie zupełnie innej flory. Naszą planetę porastała gęsta, bujna roślinność w postaci paproci i skrzypów, których dzisiejsi potomkowie skarłowaciali na przestrzeni dziejów. Rzeczone rośliny rosły najgęściej w deltach rzek i lagunach morskich. Jeśli chcecie zyskać pogląd na to, jak wyglądał las karboński, to jego maleńką namiastkę znajdziecie w pobliżu zlikwidowanego szybu Brendel, w lesie wyrosłym na szczątkach kopalni „Szczęście Beaty” w Rybniku-Niewiadomiu.

Szczątki imponujących rozmiarów roślin uległy zjawisku karbonizacji – w epoce geologicznej zwanej właśnie karbonem, od łacińskiego słowa „carbo”, czyli „węgiel”. Działo się tak na skutek zalewania murszejących roślin wodą z wspomnianych już delt rzek i lagun morskich. Ulegały one gniciu, czyli utlenianiu bez swobodnego dostępu powietrza, a w ich miejscu wyrastały młode rośliny. Proces ten trwał miliony lat, które w geologicznym rozumieniu są dość krótkim czasem. W końcu tereny zalewania roślin pokryło morze, nanosząc na nie warstwy piasku. Nagromadzona roślinność znajdowała się pod coraz większym ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, ulegając procesowi suchej destylacji. Rezultatem wielu milionów lat trwania tego procesu było powstanie znanych nam dzisiaj złóż węgla kamiennego.

Węgiel węglowi nierówny, czyli karbosenior i karbojunior

Gdyby węgiel kamienny był jedynym rodzajem węgla, to zapewne nie przylgnąłby do niego przydomek „kamienny”. Ot, taka błyskotliwa myśl na rozpoczęcie akapitu. Ale skoro złoża węgla formowały się w czasie milionów lat, to przecież jego poszczególne frakcje muszą różnić się od siebie właściwościami.

Najmłodszy rodzaj węgla, czyli torf, znamy choćby ze spacerów w okolicy bagien. Nawet, jeśli nie przepadasz za spacerami, to być może widujesz czasem torf w postaci brykietów na opał. Starszy brat torfu to lignit, noszący liczne ślady drzewne. Jest wytworem stosunkowo młodym, bo trzecio- lub czwartorzędowym. Kolejnym w genealogii jest węgiel brunatny, nadający się do opału domowego i przemysłowego. Wizualnie może być trudno odróżnić go od węgla kamiennego. Najprościej przeprowadzić test na niepolerowanej tabliczce porcelanowej. Węgiel brunatny zostawi na niej brunatną rysę, a kamienny – czarną.

Starszym w hierarchii jest wreszcie węgiel kamienny, o ogromnym znaczeniu w przemyśle oraz życiu codziennym z uwagi na wysoką wartość kaloryczną. Przez dekady był on głównym paliwem stałym stosowanym w kotłowniach. Dzięki generowanej parze wodnej możliwe było poruszanie maszyn parowych, a później turbin napędzających generatory elektryczne.

Dalej w kolejności chronologicznej mamy antracyt – bardzo twardy węgiel, grafit – czysty chemicznie węgiel oraz najczystszy węgiel w postaci krystalicznej, czyli diament. Po jego odpowiednim oszlifowaniu otrzymujemy brylanty.

„Itum est in viscera terrae, effediuntur opes, irritamenta malorum...”

Dzieje ludzkości, jak podkreśla inżynier Klich w swoim artykule, są nierozerwalnie związane z górnictwem. Słowa, które przytaczam we wstępie do tego akapitu, spisał Owidiusz. W dziele „O czterech wiekach ludzkości” tłumaczy, że ludzkość przedarła się do wnętrza ziemi, wydobywając z jej głębi „podniety złego”. Jak już jednak wspomniałam, prawdziwy „boom” na węgiel zapanował pod koniec XVIII wieku.

Cały ambaras tkwi w tym, że węgiel przeważnie nie występuje w podziemnych pokładach w stanie czystym. Jest on zanieczyszczony domieszkami skały płonnej – czyli skały uznanej za bezużyteczną. Nie można zatem po prostu przekazać węgla do odbiorcy tuż po jego wydobyciu. W zależności od tego, jakie będzie miał zastosowanie, musi przejść szereg procesów przeróbczych. To, co zostanie uznane za odpad, zostanie wyrzucone na hałdę – a te z kolei będą podlegać procesom odzyskiwania z nich surowców, być może rekultywacji, a być może natura odbierze to, co zawsze było jej, tworząc czwartą przyrodę.

Początkowo nie znano mechanicznego wzbogacania węgla, więc górnicy ręcznie odkładali czyste kawałki do wózka, a kamienie odrzucali na osobny stos. Rozwój technologii pozwolił na konstruowanie potężnych naziemnych zakładów przeróbczych, w których wzbogacanie węgla odbywa się maszynowo: w sortowniach i płuczkach. Kęsy i kostka, czyli grubsze kawałki węgla, wzbogacane są ręcznie poprzez wybieranie kamienia na poszczególnych taśmach. Metody maszynowe wzbogacania węgla polegają, między innymi, na płukaniu wodą, przedmuchiwaniu powietrzem w tak zwanych wialniach, czy też segregację w cieczach ciężkich. Oddzielnie płucze się miał, który następnie jest odwadniany i przemywany czystą wodą. Węgiel koksujący wysyłany jest bezpośrednio do koksowni.

W procesach przeróbczych otrzymuje się również węgiel kotłowy, czyli skruszone przerosty i muł powstały na skutek filtrowania szlamów, jak i pył węglowy. Jest on odciągany od surowego miału za pomocą odpylaczy. Można go używać do opalania kotłowni oraz w odlewniach jako materiał formierski.

Jedziemy z tym koksem, stal się sama nie wytopi

Koks nabrał swojego potocznego znaczenia nie bez powodu. Szary przechodzień kojarzy koksownię z ogromnym, widocznym z daleka płomieniem oraz z wszechobecnym ostrym, nieprzyjemnym zapachem. Tymczasem za wysokimi murami zakładu koksowniczego zachodzi najważniejszy proces chemicznej przeróbki węgla, który polega na nagrzewaniu węgla do temperatury od 900 do 1100 stopni Celsjusza, bez dostępu powietrza. W wyniku rozkładu węgla kamiennego otrzymujemy pozostałość w formie stałej, którą nazywamy koksem, oraz wieloskładnikową mieszaninę gazów i par, zbiorczo określanej jako lekkie produkty koksowania.

Z powstałej mieszaniny możemy wyodrębnić całą grupę użytecznych substancji, dalej wykorzystywanych w przemyśle chemicznym. Są to: woda pogazowa (amoniakalna), smoła węglowa, benzol (mieszanina węglowodorów aromatycznych, głównie benzenu i toluenu) oraz gaz koksowniczy, który można następnie wykorzystać do spalania lub skierować do dalszego rozfrakcjonowania w niskiej temperaturze.

Co istotne, nie każdy węgiel nadaje się do koksowania. Węgiel koksujący ma bowiem zdolność spiekania się, a spiekalność zależy od jego składu chemicznego. Należy jeszcze raz podkreślić, że nie wydobywamy czystego chemicznie węgla. Oprócz zanieczyszczeń skałą płonną, zawiera on tak zwane części lotne, czyli tlen, wodór, azot i siarkę. Węgiel traci te składniki przy ogrzewaniu go do temperatury 300^oC. Części lotne muszą stanowić odpowiedni procent ciężaru całego węgla. Właściwy węgiel koksujący ma zawartość części lotnych w granicach 18 – 28%. Duże złoża węgla koksującego mieściły się pod Wałbrzychem oraz w okolicach Gliwic i Zabrza. Wydobywano tam również węgiel zbliżony do koksującego, tak zwany węgiel gazowy. Zawartość części lotnych w jego przypadku wynosi między 30 a 34%.

Kontrola jakości, bez przejścia której ani rusz

Głównym odbiorcą koksu jest hutnictwo, gdyż w przemyśle metalurgicznym koksu używa się do wytapiania rud żelaza w wielkich piecach. Użyteczny w hutnictwie koks musi być odpowiednio twardy, o wytrzymałości 200 – 220 kg / cm². Zawartość popiołu nie powinna przekraczać 10 – 11%, a zdolność kaloryczna powinna plasować się na poziomie 7500 – 8000 kalorii.

Koks musi wytrzymywać na sobie ciężar rudy żelaza, stąd potrzeba odpowiedniej twardości. Wsad w wielkim piecu układa się warstwami: na warstwie koksu układa się warstwę rudy. Koks nie może zatem zawierać zbyt dużo popiołu, a ponadto musi posiadać odpowiednią wartość opałową. Wynika to z faktu, że reakcja redukcji w wielkim piecu przebiega korzystniej, gdy panuje wyższa temperatura.

Sorry, Mario, Twoja księżniczka jest na kopalni

Moja fascynacja zakładami przemysłowymi, zwłaszcza kopalniami, była czymś absolutnie niezrozumiałym dla mojego Dziadka. Był emerytowanym górnikiem z kopalni „Wujek”, zajmował się utrzymaniem jej dwóch szybów wentylacyjnych. Przeżył pacyfikację kopalni 16 grudnia 1981 roku. Udało mu się schronić w kotłowni, gdzie pośród huku pracujących maszyn mógł jedynie patrzeć przez niewielkie okienko – to, które dziś zobaczycie, idąc do Śląskiego Centrum Wolności i Solidarności – jak kolejne kule sięgają jego kolegów.

Nigdy o tym nie opowiadał. Tuż po powrocie do domu powiedział tylko babci, że w kotłowni nic nie było słychać, więc „oni padali jak takie kukiełki”. Gdy co roku starałam się uczestniczyć w upamiętnieniu ofiar lub chociaż złożyć kwiaty pod pomnikiem, mówił: „Dziołcha, na co ci to! Jesteś młoda, po co to rozpamiętywać?” Życzenia na Barbórkę, które składałam Dziadkowi do końca, kwitował speszonym śmiechem. „Dziołcha, kiedy to było? Jo już je tela czasu na pyndzyji...”

Gdyby żył, z pewnością złapałby się za głowę na wieść o tym, że wybieram się do naszej kopalni na zdjęcia i że wybieram się na dół. „Dziołcha, dyć tam je corno, na co ci to, pomarasisz sie...” Ale wiecie co? Jestem pewna, że w głębi serca Dziadek cieszyłby się i byłby dumny. Tymczasem, aby dać Wam pełny obraz funkcjonowania kopalni, zostawiam Wam garść zdjęć z likwidowanego „Wujka”.