Kopalnia Mponeng w Republice Południowej Afryki, sięgająca ponad 3,5 km w głąb ziemi, to nie tylko inżynierski cud, ale i symbol ludzkiej determinacji w walce o surowce. Choć obecnie wydobywa się tam głównie złoto, dawniej eksplorowano węgiel, a ekstremalne warunki – temperatury sięgające 60°C, wilgotność 95% i ryzyko tąpnięć – stawiają pytanie: jak daleko można się posunąć, by sięgnąć po bogactwa Ziemi?
Ponad 3,5 kilometra pod powierzchnią ziemi, gdzie panuje niemal całkowita ciemność, temperatury przekraczają 60°C, a ciśnienie atmosferyczne jest ekstremalne, działa najgłębsza kopalnia świata – Mponeng w Republice Południowej Afryki. To miejsce, gdzie granice między górnictwem a inżynierią ekstremalną się zacierają, a ludzkie możliwości są testowane w najtrudniejszych warunkach. Kopalnia Mponeng, zlokalizowana 90 km od Johannesburga, jest symbolem pogoni za zasobami naturalnymi, które napędzają globalną gospodarkę. Choć dziś wydobywa się tam głównie złoto, w przeszłości eksplorowano węgiel, a rekordowa głębokość – przekraczająca 4 km w niektórych szybach – czyni ją obiektem fascynacji i wyzwaniem dla technologii.
Kopalnia Mponeng, uruchomiona w 1986 roku, jest obecnie najgłębszą kopalnią świata, z szybami sięgającymi ponad 4 km pod powierzchnię ziemi. Położona w pobliżu Carletonville w RPA, należy do Harmony Gold Mining Company, która w 2020 roku przejęła ją od AngloGold Ashanti. Pierwotnie eksplorowano tu węgiel, ale od lat 80. kopalnia koncentruje się na złocie, wydobywając rocznie około 8 ton tego metalu o wysokiej zawartości (9,8 g na tonę rudy).
W Mponeng pracuje około 5400 osób, a dzienna produkcja wynosi 6000 ton rudy. Kopalnia obejmuje 400 km chodników, co odpowiada odległości z Warszawy do Krakowa. Temperatura na najniższych poziomach osiąga 60–66°C, a wilgotność przekracza 95%, co wymaga zaawansowanych systemów chłodzenia i wentylacji. Głębokość kopalni sprawia, że wydobycie jest nie tylko kosztowne, ale i niebezpieczne – ryzyko tąpnięć i wybuchów metanu jest wszechobecne. Mponeng to nie tylko rekord głębokości, ale i symbol ludzkiej ambicji w sięganiu po zasoby, które natura ukryła w najtrudniej dostępnych miejscach.
Jak przetrwać 3,5 km pod ziemią?
Praca na głębokości 3,5–4 km to walka z naturą. Temperatura skał sięga 60°C, a wilgotność sprawia, że powietrze jest niemal niewdychalne. Aby umożliwić pracę, Mponeng wykorzystuje potężne systemy chłodzenia: codziennie dostarcza się 6000 ton lodu w postaci mieszanki wodno-lodowej, która chłodzi powietrze do znośnych 28–30°C. Wentylacja wymaga pompowania 1,2 miliona metrów sześciennych powietrza dziennie przez szyby wentylacyjne, co pochłania ogromne ilości energii.
Ciśnienie na takich głębokościach jest dwukrotnie wyższe niż na poziomie morza, co zwiększa ryzyko tąpnięć – nagłych przesunięć skał, które mogą zablokować tunele lub wywołać katastrofy. Systemy monitoringu sejsmicznego rejestrują tysiące mikrowstrząsów rocznie, a górnicy są szkoleni, by reagować na najmniejsze oznaki zagrożenia. Tlen dostarczany jest przez zaawansowane systemy wentylacyjne, a woda pitna transportowana w specjalnych zbiornikach, by zapobiec odwodnieniu.
Psychologiczne obciążenie jest równie duże – praca w ciasnych, ciemnych korytarzach, z dala od światła dziennego, wymaga niezwykłej odporności. Górnicy przechodzą testy psychologiczne, a zmiany trwają maksymalnie 8 godzin, by zminimalizować stres. Bezpieczeństwo jest priorytetem, ale wypadki, takie jak tąpnięcie w 2009 roku, które uwięziło 12 górników, przypominają o śmiertelnym ryzyku.
Technologie na granicy możliwości
Górnictwo na głębokości 3,5 km wymaga technologii, które balansują na krawędzi współczesnych możliwości. Windy górnicze, zwane „cage”, transportują pracowników i sprzęt z prędkością 60 km/h, pokonując 4 km w zaledwie 3 minuty. Te stalowe konstrukcje są projektowane, by wytrzymać ogromne ciśnienie i wibracje. W Mponeng stosuje się także automatyczne wiertnice i roboty do wiercenia tuneli, które zmniejszają ryzyko dla ludzi.
Systemy monitoringu sejsmicznego, wyposażone w tysiące czujników, analizują ruchy skał w czasie rzeczywistym, umożliwiając przewidywanie tąpnięć z dokładnością do kilku sekund. Czujniki gazu wykrywają metan, który w kopalniach węgla, takich jak dawna Mponeng, był głównym zagrożeniem. Współczesne kopalnie głębokie coraz częściej wykorzystują drony do inspekcji trudno dostępnych chodników i systemy łączności satelitarnej, które zapewniają kontakt z powierzchnią.
Automatyzacja, choć kosztowna, pozwala zwiększyć efektywność – w 2023 roku 30% procesów w Mponeng było zautomatyzowanych, co obniżyło koszty operacyjne o 15%. Technologie te nie tylko ułatwiają wydobycie, ale i ratują życie, czyniąc Mponeng laboratorium inżynierii ekstremalnej.
Życie górników
Dzień pracy w Mponeng zaczyna się o 4 rano. Górnicy, po przejściu kontroli bezpieczeństwa, zjeżdżają windą na najniższe poziomy, co zajmuje 30–40 minut. Pracują w 8-godzinnych zmianach, w ciasnych tunelach o szerokości 1–2 metrów, w hałasie wiertnic i pod stałym zagrożeniem tąpnięć.
Szkolenia są rygorystyczne: górnicy uczą się procedur ewakuacji, obsługi respiratorów i systemów łączności bezprzewodowej. Każdy nosi kamizelkę z lokalizatorem GPS, który pozwala zlokalizować go w razie zawalenia tunelu. Społeczność górnicza w Mponeng jest zżyta – wielu pracowników pochodzi z okolicznych wiosek, a praca w kopalni to dla nich jedyne źródło dochodu. Jednak ryzyko jest wszechobecne: w 2022 roku w kopalniach RPA zginęło 49 osób, głównie w wyniku tąpnięć i wybuchów gazu. Górnicy mówią, że to „praca dla odważnych, ale nie dla lekkomyślnych”. Ich historie pokazują, jak codzienne ryzyko przeplata się z dumą z wykonywanej pracy.
Czy to się jeszcze opłaca?
Wydobycie na głębokości 3,5 km jest ekstremalnie kosztowne. W Mponeng koszt wydobycia 1 uncji złota wynosi około 1200 dolarów, podczas gdy cena rynkowa oscyluje wokół 1800–2000 dolarów. Wysokie koszty wynikają z energii potrzebnej do chłodzenia, wentylacji i transportu urobku – w 2023 roku Mponeng zużyła 1,2 TWh energii, co odpowiada rocznemu zapotrzebowaniu małego miasta. Transport pracowników i materiałów na taką głębokość trwa nawet godzinę w jedną stronę, co obniża efektywność.
Dlaczego więc takie kopalnie wciąż działają? W RPA, gdzie górnictwo generuje 8% PKB i zatrudnia 450 000 osób, Mponeng jest kluczowa dla gospodarki. Inne kraje, jak Chiny czy Indie, również inwestują w głębokie kopalnie, ale tylko tam, gdzie zasoby są wyjątkowo cenne, jak złoto czy węgiel koksujący. W Polsce, gdzie najgłębsza kopalnia węgla, KWK Budryk, sięga 1320 m, koszty eksploatacji sprawiły, że wydobycie staje się coraz mniej opłacalne w porównaniu z importem węgla z Australii czy Rosji. Głębokie górnictwo jest opłacalne tylko w specyficznych warunkach, gdzie wartość surowca przewyższa koszty, ale w dobie dekarbonizacji jego przyszłość stoi pod znakiem zapytania.
Przyszłość najgłębszych kopalń
Górnictwo głębokie zmierza w kierunku pełnej automatyzacji. W Mponeng testuje się zdalnie sterowane wiertnice i pojazdy autonomiczne, które w 2024 roku wykonały 20% prac wydobywczych. Sztuczna inteligencja analizuje dane sejsmiczne, przewidując ryzyko tąpnięć z dokładnością 90%, a inteligentne czujniki monitorują jakość powietrza i obecność gazów. W Chinach, gdzie planuje się kopalnie sięgające 2,5 km, AI steruje całymi systemami transportowymi, zmniejszając liczbę pracowników pod ziemią o 30%.
W przyszłości górnik może stać się operatorem maszyn, pracującym z powierzchni w centrum sterowania. Harmony Gold planuje do 2030 roku zautomatyzować 50% procesów w Mponeng, co obniży koszty i ryzyko. Nowe rekordy głębokości mogą zostać ustanowione w Chinach (kopalnia węgla w Shanxi, planowana na 2,8 km) lub Indiach, gdzie rośnie zapotrzebowanie na węgiel koksujący.
