Górnictwo jako jedna z ważnych gałęzi przemysłu przy
całej swej specyfice musi być dostosowane do wymogów
gospodarki wolnorynkowej, dlatego też wprowadzony
został program restrukturyzacji górnictwa. Program ten
przewiduje przede wszystkim likwidację
kopalń trwale
nierentownych
oraz
tych,
których
złoża
uległy
wyczerpaniu.
Rozróżniono dwa pojęcia:
kopalni częściowo likwidowanej
- w przypadku
zlikwidowania części zakładu górniczego, zbędnej ze
względów technicznych,
kopalni całkowicie likwidowanej
- gdy dochodzi do
zaprzestania wydobycia węgla.
PRZYCZYNY LIKWIDACJI ZAKŁADU GÓRNICZEGO
1. Wyeksploatowanie pokładu (złoża),
2. Sytuacja ekonomiczna,
3. Brak koncesji,
4. W szczególnym przypadku degradacja środowiska
naturalnego.
FORMY LIKWIDACJI ZAKŁADÓW GÓRNICZYCH:
Likwidacja z równoczesnym zaprzestaniem wydobycia
kopaliny, przy braku powiązań technologicznych z innymi
zakładami górniczymi, których likwidacji się nie
przewiduje,
Likwidacja zakładu górniczego, w którym przewiduje
się kontynuowanie wybierania złoża w czasie likwidacji
(czas trwania likwidacji będzie odpowiednio wydłużony),
Likwidacja części zakładu górniczego z możliwością
przyłączenia pozostałej części do innego zakładu
górniczego bez przerwania eksploatacji.
Przy wszystkich tych formach likwidacji trzeba mieć
na uwadze ewentualność przyszłego wybierania
pozostawionej części złoża.
Likwidacja zakładów górniczych węgla kamiennego, nie
oznacza zaniechania w tych miejscach wszelkich innych
czynności, w wielu przypadkach należy utrzymywać w
podziemnych
wyrobiskach
systemy
odwadniania
górotworu,
co
jest
podyktowane
względami
bezpieczeństwa powszechnego i wymogami związanymi z
zabezpieczeniem
sąsiednich
zakładów
górniczych.
Systemy odwadniania prowadzone są jako roboty
podziemne z zastosowaniem techniki górniczej i
wykonują je nowo powstające podmioty gospodarcze
zajmujące się likwidacją zakładów górniczych i
następstwami tego procesu.
PODSTAWY PRAWNE LIKWIDACJI ZAKŁADU
GÓRNICZEGO.
Zakład górniczy jest to wyodrębniony technicznie i
organizacyjnie zespół środków służących bezpośrednio
do wydobywania kopalin ze złoża w tym wyrobiska
górnicze, obiekty budowlane oraz technologiczne, a także
związane z nimi obiekty i urządzenia przeróbcze.
Likwidacja zakładu górniczego nie musi łączyć się z
likwidacją przedsiębiorstwa, zwłaszcza, że w wielu
przypadkach utrzymują one w swojej strukturze
organizacyjnej kilka zakładów górniczych, z których nie
wszystkie poddane są likwidacji.
W razie podjęcia decyzji o likwidacji zakładu górniczego
będącego własnością Skarbu Państwa pod uwagę bierze
się następujące ustawy:
Ustawa
z
dn.
25
września
1981
r.
o
przedsiębiorstwach państwowych
.
Przewiduje
ona
prowadzenie
postępowania
przygotowawczego przed wydaniem zarządzenia o
likwidacji, uwzględnienie i rozwiązanie zaistniałych
problemów
(ekonomiczne,
finansowe,
społeczne,
organizacyjne, prawne, techniczne a także regionalne)
oraz działania związane z likwidacją zakładu górniczego.
Rozporządzenie Wykonawcze z dn. 25 sierpnia
2002, rozdział 5 art. 80, do znowelizowanego Prawa
geologiczne i górnicze z dn. 27 lipca 2001 - który
uwzględnia obowiązki przedsiębiorcy.
Według tego artykułu przedsiębiorca jest zobowiązany:
1)
zabezpieczyć lub zlikwidować wyrobiska górnicze
oraz obiekty i urządzenia zakładu górniczego,
2)
zabezpieczyć
nie
wykorzystaną
część
złoża
kopaliny,
3)
zabezpieczyć sąsiednie złoża kopalin,
4)
przedsięwziąć
niezbędne
środki
chroniące
wyrobiska sąsiednich zakładów górniczych,
5) przedsięwziąć niezbędne środki w celu ochrony
środowiska
oraz
rekultywacji
gruntów
i
zagospodarowania terenów po działalności górniczej
Do rekultywacji gruntów i zagospodarowania terenów, o
których mowa w ust. l pkt 5, przepisy o ochronie gruntów
rolnych
i
leśnych
stosuje
się
odpowiednio.
Z
zastrzeżeniem przepisów art. 109 ust. l pkt 5 (budowy i
likwidacji zakładu górniczego, w tym rekultywacji
gruntów i zagospodarowania terenów po działalności
górniczej), w sprawach dotyczących rekultywacji
gruntów i zagospodarowania terenów właściwe są organy
określone w tych przepisach.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Monitoring odpływu z hałd, osadników
Monitoring wód powierzchniowych
Monitoring dopływów dołowych
Przetargi
Przekwalifikowanie, odprawy
Monitoring wzrostu roślin
Planowanie i eksploatacja hałd
Monitorowanie deformacji powierzchni na obszarze górniczym
oraz obserwacje zachowywania się zasypanych wyrobisk
szybowych
Sadzenie drzew i
sianie traw
Zabezpieczanie, wyrównanie i
rekultywacja terenu
Monitoring poziomu zatopienia
Pzebudowa systemu odwodnienia
kopalni
Wykonanie systemu odwadniania hałd i
osadników
Program
wstępny
likwidacji
zakładu
Program likwidacji zakładu i
korekty
Plan
ruchu
Uzgodnienia z organem samorządowym, urzędami,
bankami, itd..
Krzywa wydobycia
Badanie odpadów z hałd i osadników oraz
wegetacji roślin
Rekultywacja i
monitoring
powierzchni po
obiektach
zakładu
górniczego i
hałdach
Zagospodarowanie i utylizacja
odpadów z likwidacji (złom, gruz
budowlany)
Gospodark
a wodna
Infrastruktur
a
Urządzenia
Obiekty i
budynki
Likwidacja
obiektów i
urządzeń
powierzchniowych
Likwidacja szybów i
szybików
Zabezpieczenie, tamowanie i podsadzanie
wyrobisk
Rabowanie obudowy i urządzeń
Likwidacja dołu
kopalni
Krzywa kosztów
likwidacji
Sumaryczna krzywa kosztów
(narastająca)
Projektowanie
likwidacji
Właściwa likwidacja i
monitoring
K
o
sz
ty
l
ik
w
id
a
cj
i
[%
]
CHARAKTERYSTYKA CZYNNOŚCI WYSTĘPUJĄCYCH
PRZY LIKWIDACJI ZAKŁADU GÓRNICZEGO
PROBLEMY ZWIĄZANE Z
LIKWIDACJĄ ZAKŁADU
GÓRNICZEGO - PLAN RUCHU
LIKWIDOWANEGO
ZAKŁADU
GÓRNICZEGO
Proces wydobycia kopalin w przedsiębiorstwie górniczym
odbywa się w oparciu o
plan ruchu zakładu górniczego
,
który ma zapewnić bezpieczeństwo pracy, prawidłową
gospodarkę złożem, ochronę złóż sąsiednich oraz
ochronę środowiska. Również przy likwidacji zakładu
górniczego lub jego części sporządza się
plan ruch
likwidowanego zakładu górniczego lub jego części
,
stosując przepisy o planach ruchu zawarte w art
.
64
Prawa geologicznego i górniczego.
O treści planu ruchu likwidowanego zakładu górniczego
decydują sposób likwidacji zakładu górniczego oraz
termin zakończenia likwidacji, a także następstwa
procesu likwidacyjnego wynikające z tego obowiązki
zawarte w art. 80 Prawa geologicznego i górniczego,
miedzy innymi:
Ochrona środowiska i rekultywacja gruntów,
Zabezpieczenia złoża o ile nie zostało ono całkowicie
wyeksploatowane.
Plan ruchu likwidowanego zakładu górniczego wymaga
uzgodnienia z wójtem, burmistrzem lub prezydentem
miasta.
Jeżeli wymagają tego okoliczności przewidziane w art.
80, organ nadzoru górniczego może nakazać stosowanie
przepisów niniejszego rozdziału do likwidacji oznaczonej
części zakładu górniczego.
PLAN RUCHU LIKWIDOWANEGO ZAKŁADU
GÓRNICZEGO
Plan ruchu likwidowanego zakładu należy przedstawić do
zatwierd
z
enia nie
później niż 3 miesiące przed
rozpoczęciem likwidacji
.
Plan ruchu likwidowanego zakładu składa się z dwóch
części:
Część podstawowa
Część szczegółowa
Część podstawowa -
powinna być przedstawiona do
zatwierdzenia dyrektorowi OUG lub wojewodzie na cały
okres obowiązywania planu ruchu likwidowanego
zakładu górniczego, określonego w koncesji.
Część szczegółową -
sporządza się na okres 3 lat,
który to okres może być skrócony bądź
wydłużony w
zależności od przebiegu likwidacji.
Decyzję o zatwierdzeniu ruchu likwidowanego zakładu
górniczego podejmuje dyrektor OUG lub wojewoda w
uzgodnieniu z wójtem, burmistrzem lub prezydentem
miasta.
W razie niewykonania obowiązku likwidacji zakładu
górniczego lub jego oznaczonej części, organ nadzoru
górniczego nakazuje przedsiębiorcy, w drodze decyzji,
wykonanie tego obowiązku.
Organ nadzoru górniczego określi termin wykonania
obowiązku likwidacji zakładu górniczego, a po jego
bezskutecznym
upływie
wdroży
postępowanie
egzekucyjne.
HARMONOGRAM LIKWIDACJI ZAKŁADU GÓRNICZEGO
1.
Etap projektowania likwidacji (wstępny program likwidacji zakładu
górniczego)
- opracowanie programu (projektów i opinii) likwidacji
oraz planu ruchu likwidowanego zakładu, ich uzgodnienia z
właściwymi organami, przetargi na realizację robót likwidacyjnych i
przekwalifikowanie załóg górniczych (odprawy i osłony).
2.
Etap właściwej likwidacji
- kompleks prac dołowych i
powierzchniowych mających na celu opłacalne odzyskanie maszyn i
urządzeń, zabezpieczenie lub wykonanie prac adaptacyjnych w
wyrobiskach i obiektach powierzchniowych gwarantujących
bezpieczeństwo środowiska, zabezpieczenie sąsiednich zakładów
górniczych
i
ochronę
pozostawionej
kopaliny
i
kopalin
towarzyszących, przygotowanie ujęć wody i rozpoczęcie jej
pompowania, rekultywację terenów po szybach i infrastrukturze
powierzchniowej oraz likwidowanie hałd lub ich plantowanie, zasianie
traw i zasadzenie drzew.
3.
Etap monitorowania obszaru górniczego i usuwanie powstających
zagrożeń
- obserwacja deformacji powierzchni terenu, rejestracja
wydzielających się gazów, pomiary ilości i składu chemicznego
pompowanej wody i odcieków z zagospodarowanych hałd, obserwacja
wzrostu roślin oraz zachowania zwierciadła wody w górotworze
zarówno przy pompowaniu jak i zaniechaniu
WSTĘPNY PROGRAM LIKWIDACJI ZAKŁADU GÓRNICZEGO
Wstępny program poprzedzający plan likwidacji zakładu górniczego
winien zawierać:
1. Analiza ilościowa zasobów i kopalin towarzyszących łącznie z
wodami mineralnymi z uwzględnieniem ich przestrzennej lokalizacji i
zmian w czasie.
2. Charakterystyka warunków geologicznych i hydrogeologicznych
rejonu.
3. Istniejące i planowane obiekty przemysłowe, budownictwo
mieszkaniowe oraz infrastruktura zakładu górniczego i zakładów
zlokalizowanych na obszarze górniczym i w jego otoczeniu.
4. Prawa własności gruntów i obiektów.
5. Koncesja i jej ograniczenia na eksploatację kopaliny podstawowej i
kopalin towarzyszących.
6. Analiza technologicznych i ekologicznych uwarunkowań dla
istniejących obiektów i urządzeń powierzchniowych łącznie z
zakładem przeróbczym, składowiskiem odpadów i zwałami węgla.
7. Metoda eksploatacji i infrastruktura kopalni z uwzględnieniem jej
„elastyczności" w zmieniających się warunkach geologicznych i przy
różnych ograniczeniach technologicznych oraz wahaniach zbytu.
8. Bieżąca produkcja, zdolność produkcyjna, żywotność i wydajność.
9. Produkcja odpadów i zanieczyszczonych wód oraz sposoby ich
zagospodarowywania.
10. Emisja zanieczyszczeń do atmosfery i źródła hałasu.
11. Zagrożenie deformacyjne powierzchni w czasie prowadzenia
eksploatacji i po likwidacji zakładu.
12. Marketing:
- rynek krajowy,
- eksport,
- kontrakty krótko- i długoterminowe,
- bezpieczeństwo energetyczne ( surowcowe) kraju lub regionu,
- import a dotacja (ceny w imporcie),
- infrastruktura transportowa, place składowe i przeładunkowe.
13. Ocena ekonomiczna działalności produkcyjnej zakładu:
- wymagane nakłady inwestycyjne,
- jednostkowe koszty wydobycia,
- warunki kredytowe,
- zadłużenie i płynność finansowa,
- zobowiązania finansowe i odprawy dla zwalnianych górników,
- analiza zysków i strat z uwzględnieniem uwarunkowań społecznych i
ekologicznych.
14. Załoga kopalni, jej kwalifikacje i sytuacja zatrudnieniowa w
regionie.
15. Możliwości kooperacyjne zakładu górniczego, udziały kapitałowe
i tworzenie nowych podmiotów gospodarczych.
16. Sformułowanie wariantów prowadzenia lub likwidacji zakładu.
ETAP WŁAŚCIWEJ LIKWIDACJI
Cała sieć wyrobisk podziemnych może pozostać w ich
aktualnym stanie do ich zawalenia a szyby zamknięte
płytami lub korkami, może też być częściowo lub
całkowicie podsadzona, względnie po wyłączeniu
odwadniania w miarę dopływu wód zatapiana. Proces
likwidacji kopalni przez jej zatopienie może być
wspomagany dostarczaniem wody z zewnątrz. O
przeznaczeniu wyrobisk lub sposobie likwidacji decydują
warunki geologiczne, a w szczególności
dopływy wód,
zagrożenia gazowe, stan spękań górotworu i jego
własności fizyczne.
Etap właściwej likwidacji zakładu górniczego, nazywana
często fizyczną likwidacją kopalni, obejmuje prace
dołowe i powierzchniowe, mające na celu:
Opłacalne odzyskanie maszyn, urządzeń i złomu,
Wykonanie prac zabezpieczających wyrobiska górnicze
-
rabowanie
obudowy
i
wywoływanie
zawałów,
podsadzanie, wykonanie tam, korków podsadzkowych,
iniekcji uszczelniającej i wzmacniającej itd.,
Likwidację szybów lub ich adaptację do spełniania
innych funkcji,
Przeprowadzenie prac adaptacyjnych w wyrobiskach i
obiektach
powierzchniowych
gwarantujących
ich
wykorzystanie do innych celów, np. wyrobisk na
składowanie odpadów lub magazynowanie substancji i
surowców, a budynków na biurowce, sklepy, magazyny
itd.,
ETAP WŁAŚCIWEJ LIKWIDACJI
Podjęcie niezbędnych środków w celu ochrony
wyrobisk sąsiadujących kopalń,
Zapewnienie ochrony pozostawionej kopaliny i kopalin
towarzyszących,
Przygotowanie ujęć wody i rozpoczęcie jej
pompowania,
Zapewnienie w czasie likwidacji właściwej wentylacji
wyrobisk, kontroli stężenia gazów i możliwości ich ujęcia,
Rekultywację
i
zagospodarowanie
terenów
kopalnianych, z równoczesnym prowadzeniem robót
związanych z podsadzaniem płytkich pustek i likwidacją
zalewisk,
Likwidację hałd lub ich rekultywację
LIKWIDACJA WYROBISK
GÓRNICZYCH
SCHEMAT LIKWIDOWANEJ KOPALNI W GÓRNICTWIE PODZIEMNYM
OZNACZENIA:
1.Czynna
część
kopalni
2.Zlikwidowany
szyb
z
płytą
zamykającą
3. Korek
4.Zabezpieczenie
podszybia - bez
tamy i z tamą
5.Szyb
podsadzkowy
6.Podsadzone
wyrobisko poziome
7.Podsadzone
zroby
8. Doszczelnione zroby zawałowe
9. Otwór doszczelniający
10. Ujęcie wody pitnej
11. 12. Zrekultywowane tereny przeznaczone na rekreację
13. Teren w trakcie rekultywacji
14. Otamowane wyrobiska poziome
15. Zatopione wyrobisko
Staranne zlikwidowanie zaszłości działalności górniczej
powinno być podstawowym wymogiem likwidacji zakładu
górniczego. To oczywiste stwierdzenie jest dosyć trudne
do zrealizowania z racji ograniczonych środków
finansowych na likwidację. Najbezpieczniej byłoby
szczelnie otamować i podsadzić wszystkie wyrobiska
korytarzowe i wypełnić zaprawami iniekcyjnymi dostępne
zroby zawałowe i spękania w górotworze. Działania takie
są wręcz nierealne, gdyż kopalnie dysponują często
setkami kilometrów wyrobisk korytarzowych, tysiącami
metrów sześciennych komór i podszybi, a eksploatacja
była prowadzona w kilkunastu pokładach lub innych
formach zalegania złoża, na bardzo dużych obszarach.
Wybór sposobów i zakresu zabezpieczenia wyrobisk
górniczych uzależniony jest od rodzaju zagrożeń
występujących w kopalni, a w szczególności:
gazowych
wodnych
skłonności złoża do samozapalenia i tąpań
.
Dotychczas na skutek braku doświadczenia w likwidacji i
ograniczenia
robót
do
prostych
zabezpieczeń
zarejestrowano już w kilku polskich kopalniach węgla
pożary i wybuch metanu w trakcie likwidacji, a także
wypłynięcia materiału zasypowego z szybów, pojawienie
się gazów na powierzchni oraz powstanie zapadlisk.
Kierując się z jednej strony szeroko rozumianymi
względami bezpieczeństwa, a z drugiej minimalizacją
nakładów na likwidację należy szczególną uwagę zwrócić
na szczelne tamowanie lub podsadzanie wyrobisk w
sąsiedztwie resztek złoża i starych zrobów, miejsc
wydzielania się gazów i wypływu lub nagromadzenia
wody. Materiały i mieszaniny do wykonywania tam,
korków i podsadzki muszą posiadać odpowiednie
własności, które gwarantują szczelność wypełnienia,
żądaną przepuszczalność, nie ulegają rozmakaniu i przy
dopływie wody „nie upłynniają się" oraz nie wchodzą w
reakcje chemiczne, w wyniku których mogłyby
powstawać niebezpieczne związki. Mieszaniny po
związaniu powinny posiadać odpowiednią wytrzymałość,
nie zmieniającą się pod wpływem działania wody,
atmosfery kopalnianej czy bakterii.
Kolejnym zagadnieniem jest właściwa izolacja starych
zrobów mająca na celu ograniczenie migracji powietrza
jak i wypływu gazów. Najczęściej do tego celu stosuje się
obecnie
popioły
lotne
i
kopalniane
odpady
drobnoziarniste. Tylko dobrze doszczelnione zroby i
otamowane
lub
podsadzone
wyrobiska
sąsiednie
gwarantują
bezpieczeństwo
dalszych
robót
likwidacyjnych
.
Nieco innej formy zabezpieczenia wymagają zatopione
zroby, które mogą wywołać poważne zagrożenie wodne w
fazie likwidacji lub dla czynnych wyrobisk podziemnych,
w których będzie prowadzona inna działalność, np.
magazynowanie
odpadów.
Zroby
te
muszą
być
odizolowane tamami wodnymi z możliwością kontroli
spiętrzania wody, podobnie jak w czynnych kopalniach.
PROBLEMY HYDROGEOLOGICZNE I
ZATAPIANIE KOPALNI
Likwidacja kopalni może odbywać się tez przez
zatopienie.
Wtedy istotne jest właściwe odizolowanie
zatapianej kopalni od kopalń sąsiednich. Trzeba być
przygotowanym na to, że zwierciadło wody ustali się na
poziomie najniższego połączenia zjedna z kopalń
sąsiednich, zaś wielkość dopływu wody będzie zależeć od
wysokości zatopienia. Kopalnia sąsiednia musi się liczyć
ze zwiększonym dopływem i posiadać pompy o
odpowiedniej wydajności. Kopalnia odosobniona będzie
ulegała
zatapianiu
do
wysokości
poziomu
piezometrycznego karbońskiego piętra wodonośnego.
Jeżeli wystąpi połączenie hydrauliczne z nadkładem
karbonu to wtedy zwierciadło wody może ustalić się na
poziomie pośrednim wynikającym z układu równowagi
hydrodynamicznej.
Oddzielnym
zagadnieniem
występującym
w
likwidowanych kopalniach jest problem wód o dużym
zasoleniu i zanieczyszczonych innymi substancjami, np.
wód radioaktywnych. Istota zagadnienia polega na
likwidacji lub ograniczeniu metodami górniczymi ich
wypływu i mieszania z pozostałymi wodami. Nie można
dopuścić
do
mieszania
słodkich
wód
ze
zmineralizowanymi wodami dopływającymi z głębszych
poziomów.
W
trakcie
tamowania
wyrobisk
o
intensywnych dopływach i zawodnieniu szczególny nacisk
należy położyć na uszczelnienie górotworu i tam.
W czasie likwidacji kopalni powinno się także zwrócić
uwagę na szczelne zamknięcie wiertniczych otworów
badawczych
i
odmetanowujących,
które
mogą
powodować drenaż górotworu i stanowić połączenie
pomiędzy poziomami wodonośnymi. Otwory te mogą być
niekiedy wykorzystane do spełnienia odwrotnego
zadania, a mianowicie zatłaczania słonych wód do
wodochłonnych warstw górotworu. Działanie takie może
mieć miejsce tylko przez pewien okres, tzn. do
wyczerpania
chłonności
górotworu.
Pewną
ilość
zmineralizowanych
wód
można
wykorzystać
do
wytwarzania mieszanin wypełniających zroby, wyrobiska
korytarzowe i szyby (np. słone wody + popioły lotne +
cement + odpady drobnoziarniste + odpowiednio
dobrane komponenty = mała przepuszczalność i duża
wytrzymałość).
Proces zatapiania kopalni musi być pod ciągłą
kontrolą
obejmującą
pomiary
głębokości
zwierciadła wody w wyrobiskach, zrobach i
horyzontach wodonośnych oraz analizę zmian
zawodnienia górotworu i chemizmu wody. Istotna
jest także bieżąca kontrola w kopalniach sąsiednich
natężenia dopływu i składu chemicznego wody.
Zmiana natężenia dopływu może świadczyć o
powstaniu zbiorników wody w kopalni sąsiadującej z
likwidowaną.
LIKWIDACJA SZYBÓW I SZYBIKÓW
LIKWIDACJA I ZABEZPIECZANIE
PODSZYBI
HYDROGEOLOGICZNE
ASPEKTY LIKWIDACJI
KOPALŃ GŁĘBINOWYCH
(PODZIEMNYCH) – NA
PRZYKŁADZIE KOPALŃ
WĘGLA KAMIENNEGO.
Problematyka hydrogeologiczna związana z likwidacją
kopalń ma duże znaczenie praktyczne ze względu na
powstające przy tym zagrożenia wodne zarówno dla
wyrobisk
górniczych,
szczególnie
dla
kopalń
sąsiadujących z kopalnią likwidowaną, jak i w
określonych sytuacjach dla powierzchni terenu i
usytuowanych na niej obiektów.
Likwidacja poszczególnych kopalń może spowodować
zmiany warunków hydrogeologicznych na znacznych
obszarach
a
w
szczególności
wystąpienie
niekontrolowanych przepływów z wyrobisk kopalni
likwidowanej do kopalń sąsiednich, zmieniające stan
zagrożenia
wodnego
w
tych
kopalniach.
Przed
przystąpieniem do likwidacji kopalni przeprowadza się
zatem
analizę
konsekwencji
zaprzestania
jej
odwadniania. Analiza taka uwzględnia zarówno aspekt
zagrożenia wodnego dla kopalń sąsiednich, jak i
wpływ zatopienia kopalni na środowisko naturalne i
gospodarkę wodną rejonu.
W ramach oceny zagrożenia wodnego określa się
przede wszystkim:
1)
przewidywaną rzędną spiętrzenia wody w zrobach
w oparciu o analizę połączeń z kopalniami sąsiednimi
oraz możliwości przepływał wody w wyrobiskach i
strefach szczelin,
2)
przebieg zatapiania wyrobisk w czasie na
podstawie obliczonych pojemności wodnych zrobów i
odwodnionego górotworu oraz natężenia dopływów wody
do kopalni,
3)
możliwości zagrożenia wodnego kopalni sąsiedniej
w oparciu o analizę szczelności i wytrzymałości filarów
granicznych, przypuszczalnych dróg przepływu wody,
warunków
sprzyjających
powstawaniu
niekontrolowanych zbiorników wodnych w zrobach,
W zakresie oceny możliwości wpływu zatopionej
kopalni na środowisko naturalne określa się:
1) przewidywaną mineralizację i skład chemiczny wód
stagnujących w zrobach likwidowanej kopalni oraz
wód przepływających do sąsiedniej kopalni,
2) przewidywany wpływ zatopienia kopalni na istniejące
ujęcia
wodne
wraz
z
oceną
możliwości
zagospodarowania wód w rejonie likwidowanej
kopalni,
3) przewidywany wpływ zatopienia kopalni na stosunki
wodne w warstwach przypowierzchniowych i na
powierzchni terenu,
4) sposoby likwidacji szybów utrudniające połączenie
hydrauliczne
między
poziomami
kopalnianymi
drenującymi odmienne strefy hydrochemiczne.
KONTAKTY HYDRAULICZNE MIĘDZY
WYROBISKAMI GÓRNICZYMI I
MAKSYMALNE SPIĘTRZENIE WODY
W ZROBACH - ZAPRZESTANIE
ODWADNIANIA KOPALŃ
LIKWIDOWANYCH
Dla prawidłowej prognozy przebiegu zatapiania kopalni
istotne znaczenie ma rozróżnienie kopalń odosobnionych
i kopalń zespołowych.
Kopalnie odosobnione -
są to takie kopalnie, które
mają jeden system odwadniania i nie są połączone
drogami kontrolowanymi lub nie kontrolowanymi z
kopalniami sąsiednimi.
Kopalnie zespołowe -
natomiast, to takie, które
składają się z partii odwadnianych niezależnie i
połączonych między sobą wyrobiskami górniczymi na
różnych poziomach oraz kopalnie mające połączenia
kontrolowane lub nie kontrolowane z innymi kopalniami.
Przebieg zatapiania i maksymalne spiętrzenie wody w
zrobach zależy od istnienia lub braku połączeń między
kopalnią
likwidowaną,
a
kopalniami
sąsiednimi.
Zatrzymanie odwadniania kopalni nie mającej połączenia
z kopalniami sąsiednimi powoduje
samozatopienie
wyrobisk górniczych wodami z dopływu naturalnego.
Zwierciadło - wody w zrobach podnosi się stopniowo do
uzyskania równowagi hydrodynamicznej z poziomami
wodonośnymi w otaczającym górotworze. Teoretycznie
zwierciadło wody w zrobach powinno się ustalić na
wysokości statycznego zwierciadła wody w karbońskim
piętrze wodonośnym.
Zatrzymanie odwadniania w kopalni mającej
połączenia z kopalniami sąsiednimi powoduje
samozatopienie wyrobisk górniczych do wysokości
najniższego połączenia.
Po osiągnięciu tego połączenia
woda dopływająca do zatapianej kopalni przelewa się do
kopalni sąsiedniej, docierając do jej
urządzeń głównego
odwadniania
. Jeżeli odwadnianie sąsiedniej kopalni ma
dostateczną
rezerwę
wydajności
pomp
i
może
odpompować dodatkowy dopływ, proces zatapiania się
kończy, a zwierciadło wody w wyrobiskach pozostaje na
rzędnej
odpowiadającej
poziomowi
przelewu.
W
przeciwnym przypadku odwadnianie sąsiedniej kopalni
musi również zostać wyłączone i kopalnia ta również
musi ulec zatopieniu do zrównania się zwierciadła wody
ze zwierciadłem w wyrobiskach pierwszej kopalni. Dalej
obie kopalnie będą zatapiane równocześnie.
Dla określenia prognozy przebiegu i dynamiki
procesu zatapiania wyrobisk górniczych w trakcie
likwidacji kopalni, niezbędna jest:
Analiza geometryczna wyrobisk górniczych i
obliczenia ich pojemności,
Charakterystyka zawierająca informacje o dopływie
wody do wyrobisk górniczych,
Lokalizacja i pojemność istniejących aktualnie
zbiorników wodnych w zrobach,
Znajomość chemizmu wód kopalnianych.
WPŁYW ZATOPIENIA KOPALNI NA
ŚRODOWISKO
Dopływ wody do kopalni po jej zatopieniu będzie zależeć
od wysokości, na jakiej ustabilizuje się zwierciadło wody
w wyrobiskach górniczych. W przypadku kopalni
odosobnionej, w której zwierciadło wody ustali się na
średniej
wysokości
poziomu
piezometrycznego
karbońskiego piętra wodonośnego, dopływ do kopalni
zaniknie. Woda w wyrobiskach górniczych znajdzie się w
równowadze hydrodynamicznej z wodami podziemnymi w
poziomach
wodonośnych
karbońskiego
piętra
wodonośnego.
W przypadku kopalni zespołowej mającej połączenie z
kopalniami sąsiednimi zwierciadło wody ustali się na
wysokości najniższego połączenia z sąsiednią kopalnią.
MINERALIZACJA WÓD
KOPALNIANYCH
Po całkowitym zatopieniu likwidowanej kopalni średnia
mineralizacja wody w wyrobiskach będzie początkowo
niższa, niż w otaczającym górotworze, szczególnie na
niższych
poziomach
kopalni.
Z
upływem
czasu
mineralizacja wody w wyrobiskach górniczych będzie
ulegać dyferencjacji
(zróżnicowaniu)
Na głębszych
poziomach będzie wzrastać a na małych głębokościach
woda będzie ulegać stopniowemu wysładzaniu. Zmiany
mineralizacji będą szły w kierunku zróżnicowania
głębokościowego
mineralizacji
wody
zgodnie
z
gradientem hydrochemicznym wód podziemnych w
danym rejonie.
Z upływem czasu wody stagnujące w zatopionych
wyrobiskach będą się wzbogacać w siarczany oraz
rozpuszczony siarkowodór. Proces ten spowodowany jest
rozpuszczaniem produktów utleniania pirytów oraz
butwienia drewna. Należy się również liczyć ze wzrostem
zawartości żelaza oraz zanieczyszczeniem wody florą
bakteryjną.
LIKWIDACJA SZYBÓW
Szyby likwidowanej kopalni powinny być likwidowane w
sposób
uniemożliwiający
połączenie
między
poszczególnymi poziomami wodonośnymi.
Nie można
wypełniać szybów materiałem, który mógłby być
szkodliwy
dla
środowiska
naturalnego
a
w
szczególności
dla
wód
podziemnych
.
Projekt
likwidacji kopalni powinien przewidywać zainstalowanie
w wybranych szybach piezometrów w celu prowadzenia
obserwacji przebiegu procesu zatapiania wyrobisk
górniczych i podnoszenia się w nich zwierciadła wody.
Całkowite
zatopienie
kopalni
powoduje
powrót
zwierciadła wody do poziomu zbliżonego do pierwotnego
poziomu hydrostatycznego w górotworze. Skutki zmian
układu krążenia wód w zlewni będą w takim przypadku
zróżnicowane w zależności od rodzaju łączności
hydraulicznej
wód
gruntowych
z
poziomami
wodonośnymi drenowanymi wcześniej przez system
odwadniania kopalni. Łączność ta może przybrać
następujące formy:
1.
poziom wód gruntowych jest całkowicie
odizolowany
od
poziomów
wodonośnych
drenowanych przez wyrobiska górnicze,
2.
wody gruntowe i wody karbońskie tworzą
wspólny poziom wodonośny,
3.
kontakt
wód
gruntowych
z
wodami
karbońskimi jest ograniczony do stref uskokowych,
okien hydrogeologicznych itp
.
W
pierwszym
przypadku
wysokość
poziomu
piezometrycznego, jaki ustali się po zatopieniu
zrobów, nie będzie mieć wpływu na warunki wodne
na powierzchni. Możliwe są jedynie wypływy wody w
punktach kontaktu z powierzchnią nie w pełni
zlikwidowanych
i
zabezpieczonych
wyrobisk
górniczych, jak szyby, upadowe itp. a także nie
zlikwidowane otwory wiertnicze.
W drugim przypadku w nieckach obniżeniowych
może się pojawić zwiększone zawodnienie terenu.
W trzecim przypadku dawne strefy drenażu wód
gruntowych mogą stać się strefami ich zasilania.
WPŁYW PLANOWANEJ LIKWIDACJI
KOPALNI NA ZMIANY WARUNKÓW
WODNYCH NA POWIERZCHNI
TERENU.
Wpływ planowanej likwidacji kopalni na zmiany
warunków wodnych na powierzchni ocenia się na
podstawie:
Analizy zmian poziomu hydrostatycznego i prognozy
położenia ustabilizowanego zwierciadła wód karbońskich
po zatopieniu kopalni,
Analizy sumarycznych obniżeń powierzchni terenu i
zmian jej morfologii w wyniku wieloletniej działalności
górniczej kopalni, a w szczególności:
Analizy zmian warunków odpływu i retencji wód
w zlewni powierzchniowej.
Analiza zmian warunków odpływu i retencji wód w
zlewni powinna umożliwić wyznaczenie obszarów, w
których wystąpi podniesienie zwierciadła wody a
zwłaszcza określenie zasięgu terenów zagrożonych
zatopieniem a ponadto określenie warunków
odprowadzenia zwiększonej ilości wód ze zlewni.
CZĘŚCIOWE ZATOPIENIE KOPALNI
Skomplikowana sytuacja górnicza w obrębie siodła
głównego i niecki bytomskiej Górnośląskiego Zagłębia
Węglowego powoduje, że pomimo częściowej lub
całkowitej likwidacji kopalń generalnie nie jest możliwe
zaprzestanie ich odwadniania. Konieczność odwadniania
zlikwidowanych kopalń lub ich części wynika zazwyczaj z
przyczyn organizacyjno-technicznych mających na celu
ograniczenie
zagrożenia
wodnego
dla
kopalń
sąsiadujących z kopalnią likwidowaną.
Przykładem odprowadzania znacznych ilości wód ze
zlikwidowanych wyrobisk górniczych jest utrzymywanie
odwadniania nieczynnych kopalń rud cynku i ołowiu
wchodzących w skład kombinatu „Orzeł Biały" w
Bytomiu. Odwadnianie to jest utrzymywane celem
niedopuszczenia do stworzenia zagrożenia wodnego dla
czynnych kopalń węgla kamiennego. Woda jest
pompowana z tych wyrobisk w ilości ponad 22 m
3
/min a
jej
jakość
praktycznie
uniemożliwia
jej
zagospodarowanie, w związku z czym jest odprowadzana
do rzeki Brynicy. Przed zrzuceniem do rzeki z
pompowanej wody usuwana jest nadmierna zawartość
cynku, pozostają jednak znaczne zawartości siarczanów,
których ładunek wynosi około 41 t jonu SO
4
2-
na dobę.
Częściowe zatopienie kopalni do poziomu najniższego
połączenia z kopalnią sąsiednią nie spowoduje istotnego
zmniejszenia zasięgu leja depresji zlikwidowanej kopalni.
W zasięgu drenującego oddziaływania tych wyrobisk w
dalszym ciągu będzie zachodziło mieszanie się wód
dopływających z odmiennych stref hydrochemicznych. W
zależności od przyjętych rozwiązań gospodarki wodnej w
częściowo zatopionej kopalni, wody nadające się do
wykorzystania
gospodarczego
mogą
nadal
być
pompowane z wyrobisk, które nie uległy zatopieniu. W
innym przypadku do kopalni sąsiedniej będą dopływały
wody mieszane a jedynie poniżej poziomu przepływu w
zatopionych
wyrobiskach
powstaną
warunki
do
utworzenia się naturalnej stratyfikacji
(uwarstwienie)
hydrochemicznej.
Wobec rozległej sieci połączeń hydraulicznych między
poszczególnymi
kopalniami
w
centralnej
części
Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, utrzymywanie ich
odwadniania mimo likwidacji może być realizowane za
pomocą
centralnych pompowni.
Pompownie takie
byłyby
lokalizowane
w
kopalniach
o
najgłębiej
usytuowanych połączeniach, którymi będzie następował
spływ wody ze zlikwidowanych kopalń sąsiednich.
Postępująca likwidacja kopalń nie powinna ograniczyć
zatem ilości odprowadzanych do rzek wód kopalnianych,
może natomiast spowodować zmianę dotychczasowych
proporcji ilości tych wód i ładunków soli odprowadzanych
do zlewni Wisły i Odry.
UJĘCIA WODNE W
ZLIKWIDOWANYCH KOPALNIACH.
Wody o niskiej mineralizacji, dopływające do kopalń,
generalnie pochodzą z warstw nadkładu, głównie triasu i
czwartorzędu. Wypływy tych wód występują na
najwyższych poziomach kopalnianych. Rodzaje ujęć
istniejących w kopalniach zależą od:
Lokalnych warunków hydrogeologicznych,
Warunków litologiczno-strukturalnych,
Oraz czynników górniczo-technicznych
Wody
o
niskiej
mineralizacji
dopływające
do
zlikwidowanej kopalni mogą być ujmowane w specjalnie
w tym celu utrzymywanych wyrobiskach górniczych, w
szybach przekształconych w studnie, za pomocą studni
wierconych z powierzchni do zatopionych wyrobisk oraz
za pomocą studni wierconych do odtworzonych wskutek
zatopienia kopalni poziomów wodonośnych.
Dla
wykorzystania
wód
o
niskiej
mineralizacji,
dopływających do wyrobisk usytuowanych na małych
głębokościach i ewentualnie w nich się gromadzących,
konieczne jest niedopuszczenie do ich mieszania się z
wodami silnie zmineralizowanymi, dopływającymi do
głębiej usytuowanych wyrobisk. Można to uczynić bądź
przez:
Utrzymywanie
zwierciadła
wód
zmineralizowanych poniżej ujęć wód o niskiej
mineralizacji (przelew do sąsiedniej kopalni,
utrzymywanie pompowni w kopalni likwidowanej)
Bądź też poprzez odpowiednie izolowanie
wyrobisk, do których dopływają wody o niskiej
mineralizacji.
Generalną zasadą ochrony ujęć istniejących i budowy
nowych ujęć w likwidowanych kopalniach powinno być
maksymalne ograniczenie ilości wyrobisk koniecznych do
utrzymania po likwidacji kopalni. Z tego względu ujęcia
stacjonarne powinny być lokalizowane w wyrobiskach
znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie szybu. W
strefie ochronnej ujęcia niedopuszczalne jest składowanie
w
wyrobiskach
górniczych
lub
na
powierzchni
jakichkolwiek materiałów, które mogłyby być źródłem
zanieczyszczenia ujmowanej wody.
OBSERWACJE LIKWIDOWANEJ
KOPALNI
W rejonie likwidowanej kopalni niezbędne jest
prowadzenie obserwacji przebiegu i dynamiki procesu
zatapiania zrobów w celu stwierdzenia trafności
przyjętych prognoz oraz ich ewentualnej korekty.
Obserwacje te powinny obejmować:
Kontrolę zmian głębokości zwierciadła wody w
wyrobiskach górniczych i stanu zawodnienia zrobów
w poszczególnych etapach ich zatapiania,
Kontrolę zmian zawodnienia górotworu oraz
kształtowania się zwierciadła wody w horyzontach
wodonośnych.
Kontrolę chemizmu wody w ujęciach wód
podziemnych
.
W kopalniach sąsiadujących z likwidowaną kopalnią
należy prowadzić pomiary natężenia przepływu w
wyrobiskach górniczych, szczególnie w rejonach
stwierdzonych lub przypuszczalnych kontaktów
hydraulicznych z kopalnią zatapianą.
Obserwacje takie powinny być rozpoczęte przed
likwidacją odwadniania, aby można było możliwie
dokładnie określić ilość wody dopływającej z kopalni
likwidowanej.
Zmiany natężenia tego dopływu mogą bowiem
świadczyć
o
powstawaniu
niekontrolowanych
zbiorników wodnych w zrobach kopalni sąsiadującej
z likwidowaną kopalnią.
Wody przepływające ze zlikwidowanej kopalni do
wyrobisk kopalni sąsiedniej powinny być badane pod
kątem ich
składu chemicznego
. Dopływ większej ilości
wód o odmiennej mineralizacji może bowiem zakłócić
przyjęty sposób selekcji i zagospodarowania wód w
kopalni sąsiadującej z kopalnią likwidowaną.
Wymienione wyżej obserwacje i badania powinny być
prowadzone systematycznie w okresie zatapiania
wyrobisk. Po zakończeniu procesu zatapiania zakres i
częstotliwość badań powinny zostać określone przez
służbę geologiczną kopalni w dostosowaniu do potrzeb
ruchowych i obowiązujących przepisów dotyczących
dokumentowania
hydrogeologicznego
i
zwalczania
zagrożenia wodnego w kopalniach węgla kamiennego.
PODSUMOWANIE
Wskutek likwidacji kopalni i zaprzestania jej odwadniania
zawsze następuje samozatopienie wyrobisk górniczych
wodami z dopływu naturalnego, których skład chemiczny
zależy od charakteru hydrochemicznego drenowanych
poziomów wodonośnych. W trakcie zatapiania kopalni
wody te będą ulegały mieszaniu a po ustaleniu się
równowagi hydrodynamicznej nastąpi ich stratyfikacja
zgodnie z regionalnym profilem hydrochemicznym.
Poziom spiętrzenia wody w zrobach likwidowanej kopalni
zależy od istnienia lub braku połączeń tych zrobów z
kopalniami
sąsiednimi.
W
kopalni
odosobnionej
zwierciadło wody w zrobach ustali się na poziomie
swobodnego zwierciadła wody w górotworze. W kopalni
mającej połączenia z innymi kopalniami, woda w zrobach
spiętrzy się do poziomu najniższego połączenia, po czym
nastąpi grawitacyjny jej przepływ do niżej położonych
wyrobisk kopalni sąsiedniej.
Większość kopalń węgla kamiennego przede wszystkim w
obszarze zagłębia Górnośląskiego jest połączona między
sobą. Ze względu na bezpieczeństwo czynnych kopalń
sąsiadujących
z
kopalniami
zlikwidowanymi
lub
przeznaczonymi do likwidacji, w większości z nich
zachodzi
konieczność
utrzymywania
odwadniania
wyrobisk górniczych.
Przed przystąpieniem do likwidacji kopalni konieczne jest
wykonanie opracowania hydrogeologicznego, którego
celem
jest
określenie
konsekwencji
zaprzestania
odwadniania kopalni w aspekcie zagrożenia wodnego,
jakie może powstać dla kopalń sąsiednich oraz wpływu
zatopienia kopalni na środowisko naturalne, ujęcia
wodne itp.
W rejonie likwidowanej kopalni i w kopalniach sąsiednich
należy
prowadzić
obserwacje
przebiegu
procesu
zatapiania zrobów oraz jego wpływu na otaczające
środowisko. W przypadku przewidywanego całkowitego
zatopienia kopalni i podniesienia się zwierciadła wody do
poziomu
wód
gruntowych,
obserwacje
powinny
obejmować kontrolę zmian położenia zwierciadła,
objętości przepływu i mineralizacji wód gruntowych i
powierzchniowych w odpowiednio zaprojektowanych
punktach pomiarowych.