Choosing the location of the opening cut to expose brown coal deposits – problem solving and decision making with the use of multiple-criteria decision analysis (MCDA)

Global brown coal resources are estimated to be extracted at around 512 million Mg. They are found in over a dozen countries, including primarily: Australia, China, the Czech Republic, Greece, Germany, Poland, Russia, the United States and Turkey. More than 80% of total brown coal production in the EU takes place in: Germany, Poland, Greece and the Czech Republic. This means that the majority of production still uses conventional fuels, including both hard coal and brown coal. Given the current energy needs in the context of brown coal reserves depletion and the impacts of the current climate and energy policies of the EU, it is very important that all new investments in mining and energy complexes based on brown coal resources must be prepared carefully to ensure high production efficiency and minimize negative environmental impacts. This article attempts to solve a problem involving the choice of the location of the opening cut to expose brown coal deposits. Due to the stratified nature of brown coal deposits and the associated open-cast mining technology used in a continuous mining system with bucket wheel excavators, belt conveyor systems and spreaders, the location of the opening cut is not completely random and the number of potential solutions is finite. The multifaceted technical, organizational, economic, social and environmental problems require a holistic approach to this research problem. Such an approach should take the different, often opposing, perspectives of the many stakeholders into account. These issues can be solved using mathematical tools designed for multiple-criteria decision support. With the proposed method, a ranking of alternatives can be created, depending on the predefined location of the opening cut.

Światowe zasoby węgla brunatnego możliwe do wydobycia szacowane są na około 512 mln Mg i koncentrują się w kilkunastu krajach, przede wszystkim: Australii, Chinach, Czechach, Grecji, Niemczech, Polsce, Rosji, Stanach Zjednoczonych i Turcji. Ponad 80% całkowitej produkcji węgla brunatnego w UE koncentruje się w Niemczech, Polsce, Grecji i Czechach. Mając na uwadze aktualne potrzeby energetyczne w horyzoncie wyczerpujących się obecnie eksploatowanych złóż oraz realia obecnej polityki klimatyczno-energetycznej Unii Europejskiej, bardzo istotne jest, aby ewentualna inwestycja w nowy kompleks górniczo-energetyczny oparty na węglu brunatnym była przygotowana w sposób niezwykle staranny, zapewniający wysoką efektywność produkcji oraz minimalizację negatywnego wpływu na środowisko. Celem artykułu jest wskazanie możliwości rozwiązania problemu badawczego polegającego na opracowaniu metody wyboru lokalizacji wkopu udostępniającego pokład węgla brunatnego. Z uwagi na pokładowy charakter zalegania złóż węgla brunatnego oraz związaną z nim technologię eksploatacji metodą odkrywkową z wykorzystaniem przede wszystkim systemów ciągłych układów koparka-taśmociąg-zwałowarka (KTZ), przestrzenna lokalizacja wkopu udostępniającego nie jest dowolna, a liczba rozwiązań skończona. Wieloaspektowość problematyki obejmująca zagadnienia techniczno-organizacyjne, ekonomiczne, społeczne i środowiskowe wymaga holistycznego podejścia do problemu badawczego uwzględniającego różne, często przeciwstawne punkty widzenia. Problem ten może zostać rozwiązany z wykorzystaniem narzędzi matematycznych dedykowanych do wielokryterialnego wspomagania decyzji. Opracowana metoda pozwala na stworzenie rankingu wariantów w zależności od uprzednio zdefiniowanych lokalizacji wkopów udostępniających.