IX MIĘDZYNARODOWE SYMPOZJUM SOLNE QUO VADIS SAL. Racjonalne sposoby wykorzystania złóż solnych

Transkrypt

1 IX MIĘDZYNARODOWE SYMPOZJUM SOLNE QUO VADIS SAL Racjonalne sposoby wykorzystania złóż solnych BOCHNIA listopada 2004

2 IX MIĘDZYNARODOWE SYMPOZJUM SOLNE QUO VADIS SAL Organizator: Polskie Stowarzyszenie Górnictwa Solnego Sponsorzy: Kopalnia Soli Bochnia Kopalnia Soli Kłodawa Inowrocławskie Kopalnie Soli Przewodniczący: mgr inż. Jerzy Freudenheim Dyrektor KS Bochnia Prowadzący: dr inż. Jacek Wachowiak SYMPOZJUM JEST OBJĘTE PATRONATEM MINISTRA GOSPODARKI, PRACY I POLITYKI SPOŁECZNEJ PROF. DR HAB. JERZEGO HAUSNERA

3 Lista uczestników: 1. mgr inż. Marcin Anders - Kierownik Robót Górniczych Kopalni Soli i PMRiP Góra. 2. mgr inż. Andrzej Bezkorowajny - Główny Hydrogeolog, Kopalnia Soli Bochnia 3. mgr inż. Józef Bieniasz - Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Górnictwa Surowców Chemicznych, Kraków 4. dr Otto Bornemann - Federalny Instytut Nauk o Ziemi i Surowcach. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Stilleweg 2, D Hannover 5. mgr inż. Włodzimierz Bracha Dyrektor Kali & Salz Polska 6. mgr inż. Stanisław Brańka - Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Górnictwa Surowców Chemicznych, Kraków 7. dr inż. Wiesław Bujakowski - Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków 8. dr inż. Krzysztof Bukowski - Zakład Złóż Rud i Soli AGH w Krakowie 9. dr Stanisław Burliga - Instytut Geologiczny Uniwersytetu Wrocławskiego 10. mgr inż. Janusz Chmura - Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki AGH w Krakowie 11. mgr inż. Włodzimierz Ciągło - Kierownik Działu Mierniczo-Geologicznego KSK Kłodawa 12. dr Grzegorz Czapowski - Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 13. mgr inż. Jacek Drogowski - IKS Inowrocław 14. dr inż. Danuta Flisiak - Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki AGH w Krakowie 15. inż. Jerzy Freudencheim - Dyrektor Kopalni Soli Bochnia 16. mgr inż. Krzysztof Jakiel - Zakład Geofizyki AGH w Krakowie 17. mgr inż. Sylwester Janiów - Dział Mierniczo-Geologiczny KSK Kłodawa 18. mgr inż. Zbigniew Jasiński - Z-ca Dyrektora ds. Budowy PMRiP KS Góra 19. mgr inż. Leszek Józefko - Kopalnia Soli Bochnia 20. Pani Bożenna Kita - Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej; Naczelnik Wydziału 21. mgr inż. Robert Klisowski - Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki AGH w Krakowie 22. Wiesław Kobajło - OGU Poznań 23. mgr inż. Piotr Kolonko - Dział Mierniczo-Geologiczny KSK Kłodawa 24. mgr inż. Janusz Kołodziejski - Dyrektor Handlowy KSK Kłodawa 25. doc. dr inż. Grzegorz Kortas - Instytut Mechaniki Górotworu PAN, Kraków 26. mgr inż. Wieslaw Kowalczyk - Kierownik Robót Górniczych KS Bochnia 27. mgr inż. Jan Kowalski - Inspektor OUG, Kraków 28. dr inż. Andrzej Kunstman - Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Górnictwa Surowców Chemicznych, Kraków 29. mgr inż. Paweł Kusztal - Kierownik Robót Górniczych KSK Kłodawa 30. mgr inż. Marian Leśny - Prezes Zarządu KS Wieliczka; Trasa Turystyczna Sp. z o.o. 31. mgr inż. Krystyna Litewka Naczelnik Wydziału Agencji Restukturyzacji Przemysłu 32. mgr inż. Wiesława Łoza - KSK Kłodawa 33. mgr inż. Przemysław Łuc - KSK Kłodawa 34. mgr inż. Olgierd Łuczak - Kierownik Działu Energo-Mechanicznego, Automatyki i Sterowania Kopalni Soli i PMRiP Góra. 35. dr inż. Andrzej Maciejewski - Dyrektor Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Górnictwa Surowców Chemicznych w Krakowie 36. mgr inż. Agnieszka Maj - Instytut Mechaniki Górotworu PAN, Kraków 37. mgr inż. Janusz Malinga - Dyrektor OUG, Kraków 38. mgr inż. Anna Margis Ministerstwo Przemysłu; Naczelnik Wydziału 39. mgr inż. Tomasz Migdas - Uzdrowisko Kopalni Soli Bochnia

4 40. mgr inż. Czesław Misterski - Prezes Zarządu Inowrocławskich Kopalń Soli, Dyrektor Naczelny 41. mgr inż. Robert Nowak - Inspektor OUG, Poznań 42. inż. Jarosław Paribek - Kierownik Robót Górniczych Kopalni Soli Mogilno, IKS Inowrocław 43. mgr inż. Henryk Paszcza Dyrektor Agencji Restukturyzacji Przemysłu 44. prof. dr hab. Tadeusz, Marek Peryt - Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 45. dr inż. Katarzyna Poborska-Młynarska - Katedra Górnictwa Podziemnego AGH, Kraków 46. mgr inż. Jolanta Sadowska - Inspektor OUG, Kraków 47. mgr inż. Andrzej Sadowski - Dyrektor Naczelny KSK Kłodawa 48. dr Michael Schramm - Federalny Instytut Nauk o Ziemi i Surowcach. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Stilleweg 2, D Hannover 49. mgr inż. Iwona Stempowska - Kierownik Oddziału Mechanicznego Kopalni Soli i PMRiP Góra 50. mgr inż. Radosław Stoicki - Specjalista ds. wydobycia soli i PMRiP Góra. 51. mgr inż. Bogdan Sztąber Prezes Fundacji Polska Sól 52. dr inż. Andrzej Szybist - Zakład Złóż Rud i Soli AGH w Krakowie 53. mgr Joanna Tadych - Specjalista Techniczny - Geolog 54. dr inż. Tomasz Toboła - Zakład Złóż Rud i Soli AGH w Krakowie 55. dr Hanna Tomassi-Morawiec - Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 56. mgr inż. Kazimierz Urbańczyk - Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Górnictwa Surowców Chemicznych, Kraków 57. dr inż. Jacek Wachowiak Prezes Polskiego Stowarzyszenia Górnictwa Solnego 58. mgr inż. Ryszard Wdowiak - Główny Inżynier ds. Soli ZG Polkowice-Sieroszowice KGHM 59. mgr inż. Janusz Wiewiórka - Emerytowany Główny Geolog KS Wieliczka 60. dr inż. Waldemar Wojnar - Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Górnictwa Surowców Chemicznych Kraków

5 Spis referatów Freudenheim J., Migdas T. KOPALNIA SOLI BOCHNIA PO ZAKOŃCZENIU WYDOBYCIA... 6 Burliga St., Janiów S., Sadowski A. TEKTONIKA STRUKTURY SOLNEJ KŁODAWY W ŚWIETLE NOWYCH BADAŃ GEOLOGICZNYCH ORAZ WNIOSKI DLA ROZWOJU PRZESTRZENNEGO KOPALNI... 9 Drogowski J., Molenda T. ZAGOSPODAROWANIE ZŁOŻA SOLI KAMIENNEJ GÓRA Dudek K., Bukowski K., Wiewiórka J. DATOWANIA RADIOMETRYCZNE BADEŃSKICH OSADÓW PIROKLASTYCZNYCH Z OKOLIC WIELICZKI I BOCHNI Kortas G. - RUCH GÓROTWORU I POWIERZCHNI W OTOCZENIU ZABYTKOWYCH KOPALŃ SOLI Schramm M., Bornemann O. - BROM, EFEKTYWNE NARZĘDZIE DO BADANIA KAWERN SOLNYCH Poborska-Młynarska K., Sadowski A., Misiek G. - PERSPEKTYWY PRZESTRZENNEGO ROZWOJU EKSPLOATACJI W KOPALNI SOLI KŁODAWA - MOŻLIWOŚCI I OGRANICZENIA Kunstman A., Urbańczyk K., Gąska K. - CIŚNIENIE I TEMPERATURA GAZU NA GŁOWICY KAWERNOWEGO PODZIEMNEGO MAGAZYNU - SYMULACJA KOMPUTEROWA WIELOLETNIEJ EKSPLOATACJI W PORÓWNANIU Z DANYMI RZECZYWISTYMI Bieniasz J., Józefko L., Wojnar W. - POMIARY DŁUGOŚCIOWE SIECI OBSERWACYJNEJ ELEMENTEM KONTROLI BEZPIECZEŃSTWA POWIERZCHNI TERENU NAD OKS ŁĘŻKOWICE Czapowski G., Sadowski A., Misiek G., Kolonko P. - MOŻLIWOŚCI NIEKONWENCJONALNEGO WYKORZYSTANIA WALORÓW PRZYRODNICZYCH I TECHNICZNYCH KOPALNI SOLI KŁODAWA... 28

6 - 6 - Jerzy Freudenheim, Tomasz Migdas Kopalnia Soli Bochnia KOPALNIA SOLI BOCHNIA PO ZAKOŃCZENIU WYDOBYCIA Działalność górniczą związaną z eksploatacją soli kamiennej rozpoczęto w Bochni, w roku Trwała ona nieprzerwanie do roku Podstawową przyczyną zaprzestania działalności produkcyjnej i postawienia kopalni w stan likwidacji było wyczerpanie się zasobów złoża. W obecnym czasie Przedsiębiorstwo Państwowe Kopalnia Soli Bochnia realizuje całkowitą likwidację Zakładu Górniczego Otworowa Kopalnia Soli Łężkowice, całkowitą likwidację Zakładu Górniczego Siedlec Moszczenica i całkowitą likwidację nie zabytkowej części Zakładu Górniczego Bochnia, a także zabezpieczanie i utrzymywanie jego części zabytkowej. Finansowanie prac likwidacyjnych realizowane jest z dotacji celowej Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej. Mówiąc o likwidacji Zakładu Górniczego Kopalnia Soli Bochnia trzeba zaznaczyć, że likwidacja ta, a w zasadzie restrukturyzacja miała przebiegać i na szczęście przebiega dwuetapowo. Etap pierwszy to likwidacja najniższych poziomów kopalni poprzez wypełnienie ich materiałem podsadzkowym. Dotyczy on poziomów od XIII (- 468 m) do VII (- 324m) włącznie. Etap drugi polega na przebudowie, zabezpieczaniu, utrzymywaniu lub częściowej likwidacji wyrobisk zabytkowego rejonu kopalni. Dla osiągnięcia docelowego modelu przeprowadzono szereg przebudów istniejących, lecz nieczynnych wyrobisk, a także wydrążono wiele nowych. Należą do nich między innymi: główny zbiornik solanki, komora głównego odwadniania, rozdzielnia wysokiego napięcia, zajezdnia lokomotyw. Jednocześnie, na ile było to możliwe, prowadzone były prace związane z przygotowywaniem wyrobisk poziomów August i Sienkiewicz (na głębokości odpowiednio 212 i ok. 250 m) do wykorzystywania ich, jako wyrobiska powstającej trasy turystycznej i podziemnego sanatorium. Do dnia dzisiejszego, w ramach drugiego etapu przekształcania kopalni wykonano następujące roboty górnicze: - remont szybu Sutoris, - adaptację wyrobisk byłego składu materiałów wybuchowych na komorę turystycznosanatoryjną, nadając jej nazwę Ryszarda Kołdrasa, - przebudowę stajni, - udostępnienie komór Kristian na międzypoziomie Dobosz i przebudowę szybika Spalony dla celów turystycznych, - przystosowanie Zejścia Kalwaria do korzystania przez turystów, tworząc trasę dla sprawnych i odważnych, - przebudowę poziomu Wernier i Schodów Regis łącząc nimi poziom Wernier z poziomem August, - przebudowę szybu Campi i wymianę maszyny wyciągowej z parowej, pochodzącej z 1909 roku na elektryczną, - przebudowę torowiska w podłużni poziomu August na odcinku ok m i uruchomienie pierwszej w Polsce kolei podziemnej dla turystów, - wymianę maszyny wyciągowej przy szybie Sutoris z pracującej od 1954 roku, - wykonanie suwaczki (zjeżdżalni) w pochylni wentylacyjnej z komory Ważyn, łączącej poziom August z komorą Ważyn, - przebudowę poprzecznika Manna z komorą Manna. W ramach zabezpieczania i utrzymywania zabytkowych wyrobisk kopalni podejmowane są również przedsięwzięcia mające na celu poprawę bezpieczeństwa osób przebywających

7 w wyrobiskach podziemnych. Zastosowanie nowoczesnych technologii i materiałów przynosi także wymierne efekty ekonomiczne. W tym zakresie udało się zrealizować bądź się realizuje między innymi: - przebudowę urządzeń zasilania i rozdziału energii dla zakładu górniczego: - przebudowę sieci elektrycznej dołu kopalni, - doszczelnienie starych, źle zlikwidowanych szybów kopalnianych, - zmiany w sieci wentylacyjnej kopalni, - przebudowę i częściową wymianę sieci telekomunikacyjnej, - przebudowę systemu wentylacji kopalni, - adaptację nadszybia szybu Campi dla potrzeb modelu docelowego kopalni Rozpoczynając te wszystkie przedsięwzięcia, a szczególnie roboty górnicze (zabezpieczające) w kolejnych (zabytkowych) rejonach kopalni posiłkujemy się specjalistycznymi opracowaniami wykonywanymi najczęściej przez Muzeum Żup Krakowskich w Wieliczce. W ekspertyzach tych szczegółowy nacisk kładziony jest na zabytkowe walory kopalni z uwzględnieniem takich aspektów jak: walory historyczne walory geologiczne walory górnicze sposoby zabezpieczeń funkcje specjalne wyrobisk walory widokowe Na podstawie powyższych kryteriów nowe rejony kopalni przeznaczone do zabezpieczenia kwalifikuje się do trzech zasadniczych grup: wyrobiska do utrzymania i zabezpieczenia wyrobiska obojętne z konserwatorskiego punktu widzenia wyrobiska przeznaczone do likwidacji Równolegle z powyższymi działaniami wykonywane są ekspertyzy pod kątem oceny stateczności wyrobisk udostępnianych rejonów kopalni oraz ich wpływu na wyrobiska istniejącej trasy turystycznej. Podstawowym, bowiem efektem podsadzania zbędnych wyrobisk ma być ograniczenie do minimum deformacji powierzchni, szczególnie w rejonie śródmieścia miasta Bochni, a także zabezpieczenie unikatowych wyrobisk podziemnych bocheńskiej kopalni. Po odrestaurowaniu zostaną one przystosowane do nowych funkcji związanych już bezpośrednio z działalnością turystyczno sanatoryjną. Spodziewając się kresu możliwości wydobywczych soli, już nieco wcześniej, bo w latach 80- tych ubiegłego stulecia podejmowano starania mające na celu wykorzystanie wyrobisk poeksploatacyjnych po zakończeniu eksploatacji. Znane ośrodki lecznictwa w solnych komorach zarówno w świecie, jak i w kraju (nasza młodsza siostra Wieliczka czyniła to już od lat), a szczególnie duża skuteczność subterraneoterapii spowodowały, że w i Bochni przyjęto sprawdzony już kierunek działalności. Badania chemicznych składników atmosfery kopalnianej wykazały zwiększone zawartości jonów sodowych oraz jonów wapnia i magnezu. Wyższy jest także poziom ujemnego zjonizowania powietrza. Oprócz powyższych czynników zasadnicze znaczenie w tego typu lecznictwie odgrywa wysoka zawartość chlorku sodu, dzięki czemu powietrze kopalniane wolne jest od grzybów, pleśni, zanieczyszczeń przemysłowych i alergenów naturalnych. Bardzo ważnym czynnikiem w lecznictwie kopalnianym jest sposób utrzymania i zabezpieczenia wyrobisk górniczych. Tworzenie się bowiem leczniczego aerozolu uzależnione jest od wielkości niezabudowanych powierzchni solnych ścian wyrobisk, a także długości drogi przepływu powietrza kopalnianego oraz jego prędkości

8 W wyniku tych przedsięwzięć następuje: szybsze tworzenie się aerozoli skuteczniejsze oczyszczanie się powietrza z zanieczyszczeń środowiskowych osiągnięcie większego stopnia ujemnej jonizacji uzyskanie odpowiedniej wilgotności Zaprezentowaną działalnością sanatoryjną (i nie tylko) zajmuje się od października 1995 roku Uzdrowisko Kopalnia Soli Bochnia Sp. z o. o. Z inicjatywy byłego Prezesa Spółki Minister Skarbu Państwa zezwolił w 2001 roku na sprzedaż części jej udziałów. W wyniku tej decyzji w roku 2002 nowym współwłaścicielem został prywatny przedsiębiorca. Te odważne, ale jakże i ważne decyzje pozwoliły na podniesienie kapitału spółki oraz na powstanie powierzchniowego zaplecza dla dalszego jej funkcjonowania. W wyniku poczynionych inwestycji w rejonie szybu Sutoris powstał nowoczesny hotel na 101 miejsc oraz restauracja. Na parterze hotelu działa Centrum Rehabilitacji, a na niższej kondygnacji solarium i fitnes club. W odległości 8 km od Bochni, w miejscowości Borek, powstało Centrum Aktywnego Wypoczynku ze stawami z możliwością łowienia ryb, stadniną koni wypożyczalnią rowerów i poligonem paintbollowym. W ramach działalności wykorzystującej podziemne wyrobiska Spółka organizuje: - wycieczki po trasie turystycznej kopalni - pobyty nocne 250 m pod ziemią - programy edukacyjne - wycieczki szkolne - zielone szkoły - programy edukacyjne - konferencje - szkolenia - imprezy integracyjne - bale - wesela - 8 -

9 - 9 - Stanisław Burliga 1), Sylwester Janiów 2), Andrzej Sadowski 2) 1) Instytut Nauk Geologicznych, Uniwersytet Wrocławski, 2) Kopalnia Soli Kłodawa TEKTONIKA STRUKTURY SOLNEJ KŁODAWY W ŚWIETLE NOWYCH BADAŃ GEOLOGICZNYCH ORAZ WNIOSKI DLA ROZWOJU PRZESTRZENNEGO KOPALNI. Budowa wysadowej części struktury solnej Kłodawy i koncepcje jej rozwoju w zasadniczym kształcie opracowane zostały w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku przez prof. J. Poborskiego (np. Werner i in. 1960), a w następnych dziesięcioleciach różne zespoły badawcze aktualizowały wiedzę w zakresie litostratygrafii i tektoniki wysadu, bazując na oryginalnych opracowaniach. Ostatniej syntetycznej aktualizacji dokonano w latach pod kierunkiem prof. K. Ślizowskiego (Köhsling i in. 1986). Postęp badań geologiczno-geofizycznych prowadzonych w wysadzie i jego otoczeniu po roku 1986 oraz zgromadzona w tym czasie dokumentacja geologiczna rzuciły nowe światło na budowę i ewolucję wysadu solnego Kłodawy. Tym samym konieczna stała się weryfikacja stanu wiedzy na temat jego struktury, w szczególności na temat tektoniki, która najsilniej rzutuje na kierunki i potencjał eksploatacji skał solnych w Kopalni Soli Kłodawa. Dokonana synteza danych poprzedzona została weryfikacją litostratygrafii w wybranych fragmentach wyrobisk górniczych oraz w pionowych i poziomych otworach wiertniczych, przeprowadzoną w latach Uwzględnione zostały ponadto dane dotyczące wysadu, które ukazały się w druku po roku W rezultacie podjętych prac wykonano reambulację map i przekrojów geologicznych w skali 1:5000, uszczegółowiono strukturę wewnętrzną wysadu oraz zaktualizowano historię ewolucji wysadu. Ogólna budowa i ewolucja wysadu Rozwój wysadu solnego Kłodawy wiąże się ściśle z ewolucją bruzdy śródpolskiej i dynamiką uskoków założonych w podłożu cechsztynu, wyznaczających ramy najgłębszej części basenu bruzdy. Aktywność tych uskoków normalnych rzutowała na lokalizację i kształt całej struktury solnej Izbica Kujawska Kłodawa Łęczyca, która obecnie wznosi się ponad nimi na odcinku o długości ok. 60 km na wysokość do ok. 6 km, osiągając przy tym do ok. 5 km szerokości. Profile sejsmiczne rejonu Kłodawy udokumentowały obecność po stronie północno-wschodniej znaczącej przewieszki solnej, która występuje w obrębie utworów triasu górnego. Wskazuje ona na późnotriasową (kajper?) ekstruzję soli cechsztyńskich na powierzchnię basenu, co oznacza, że cała struktura Kłodawy zaczęła wznosić się jeszcze przed późnym triasem (trias środkowy?). Po etapie ekstruzji została ona przykryta utworami młodszymi, przez które przebijała się prawdopodobnie niejednostajnie do czasu inwersji basenu bruzdy śródpolskiej włącznie (późna kreda-trzeciorzęd). Obserwacje strukturalne przeprowadzone w obrębie wysadu wykazały, że faktyczna migracja mas solnych rozpoczęła się jeszcze przed triasem środkowym, przy subhoryzontalnym ułożeniu warstw cechsztynu. Grawitacyjne spełzywanie soli w kierunku NE spowodowane zostało obniżaniem się północno-wschodniego skrzydła uskoku podłoża. Ta sublateralna migracja doprowadziła do intensywnego zaburzenia serii solnej warstwy uległy fałdowaniu, rozwinęły się ponadto liczne odkłucia. Współczesny obraz złożonej budowy wewnętrznej wysadu jest efektem nałożenia struktur tektonicznych wykształconych podczas lateralnej i pionowej migracji mas solnych.

10 Struktura wewnętrzna wysadu solnego Kłodawy Budowę wewnętrzną najwyższej części wysadu cechuje wyraźna dwudzielność. Część NE charakteryzuje się słabszą deformacją serii ewaporatowej i utwory cechsztyńskie zachowują tu pierwotne następstwo litostratygraficzne od starszych soli kamiennych po zubry czerwone. Część jądrową i SW wysadu cechuje natomiast znaczna komplikacja tektoniczna utworów oraz obecność różnej wielkości struktur fałdowych i odkłuć, o czym świadczą oboczne kontakty różnowiekowych utworów i wyklinowania poszczególnych serii skalnych. Dotychczas w przekroju poprzecznym przez wysad wyróżniano 3 nadrzędne elementy strukturalne: północną antyklinę brzeżną, synklinę centralną oraz południową antyklinę brzeżną. Wynika to z obecności najstarszych członów cechsztynu w brzeżnych częściach wysadu, a najmłodszych w jego wnętrzu. Jednakże wielokrotne powtórzenia utworów w obrębie tzw. synkliny centralnej i południowej antykliny brzeżnej wskazują, że obszary te zbudowane są z szeregu form antyklinalnych i synklinalnych, nie zaś tylko z 2 struktur fałdowych. Nadrzędne formy antyklinalne wiązać należy z wystąpieniami nie rozdzielonych kompleksów soli najstarszych, starszych i młodszych, które przebijają młodsze serie solne. Utwory młodsze zostały uwięzione pomiędzy migrującymi solami kamiennymi w formie łusek i odkorzenionych fałdów. Przedmiotem eksploatacji w Kopalni Soli Kłodawa są 2 główne zespoły solne: zespół soli PZ1-PZ3 nie rozdzielonych na mapach geologicznych pod względem litostratygraficznym oraz zespół soli najmłodszych. Oba zespoły przeszły podobną ścieżkę deformacji, jednakże z racji pierwotnego położenia w serii osadowej istnieją pewne różnice w ich budowie wewnętrznej. Zespół soli nie rozdzielonych obejmuje najstarsze, starsze i młodsze sole kamienne wraz ze skałami płonymi cyklotemów PZ1-PZ3, występującymi w postaci różnej wielkości bloków i budin nieregularnie rozmieszczonych w solach kamiennych. Brak ciągłych fragmentów profilu litostratygraficznego uniemożliwia rozróżnienie poszczególnych poziomów solnych, dlatego wydzielenie tych utworów na mapach jest ujmowane łącznie. Wyjątek stanowi NE część wysadu, gdzie występuje tzw. mur anhydrytowy (zbudinowana w wielkiej skali ławica anhydrytu głównego), pozwalający rozgraniczyć sole starsze od młodszych. Kompleks ten jest intensywnie wewnętrznie pofałdowany, a interferencja fałdów futerałowych wskazuje na nałożenie struktur tektonicznych powstałych podczas poziomego i pionowego płynięcia soli. Efektem złożonego fałdowania i zmiany kierunku migracji mas solnych jest silne rozczłonkowanie ławic i fałdów wykształconych w kompetentnych skałach serii cechsztyńskiej (głównie w anhydrytach), obecność odkłuć oraz redukcja bądź zwiększenie miąższości poszczególnych członów litologicznych serii solnej. Zbudinowane fałdy anhydrytów pojawiają się w tym kompleksie zarówno w strefach brzeżnych, jak i centralnych wysadu, najczęściej w jądrach fałdów wielkoskalowych. Ich wystąpienia są trudno przewidywalne. Zmienna miąższość całego kompleksu nie rozdzielonych utworów PZ1-PZ3 wskazuje, iż jest on przefałdowany w skali wysadu, a wielkie struktury fałdowe mają charakter diapirów drugiego rzędu. Zespół soli najmłodszych oddzielony był pierwotnie od niżejległych serii solnych utworami zubra brunatnego, o miąższości szacowanej na ok. 150 m. Jego obecność sprawiła, iż kompleks soli najmłodszych nie został włączony w spójny styl fałdowania z zespołami soli starszych nie rozdzielonych, lecz uległ intensywnemu przefałdowaniu wespół z otaczającymi go seriami zubrowymi. Z tej przyczyny w centralnej SW-brzeżnej strefie wysadu obserwowane są wielokrotne powtórzenia profilu serii cechsztyńskiej od zubra brunatnego po zuber czerwony. Miąższość skrzydeł poszczególnych struktur fałdowych często ulegała silnej lub całkowitej redukcji, co doprowadziło do obocznych wyklinowań poziomów litologicznych widocznych w obecnym obrazie kartograficznym. Geometria fałdów wskazuje na interferencję fałdowania, a tym samym historię deformacji podobną do obserwowanej w kompleksie soli nie rozdzielonych. Cały ten kompleks w ogólnej strukturze wysadu przyjmuje pozycje synklinalne względem szybciej przemieszczających się mas soli starszych lub występuje w postaci łusek biernie wynoszonych przez migrujące ku powierzchni kompleksy soli PZ1-PZ3.

11 Wnioski dla rozwoju przestrzennego kopalni Przeprowadzone obserwacje strukturalne wskazują, iż wraz z głębokością zmniejsza się miąższość najmłodszych członów cechsztynu, kosztem wzrostu miąższości kompleksów soli kamiennych PZ1-PZ3 nie rozdzielonych. Z tego względu perspektywicznymi obszarami eksploatacji soli najmłodszych są struktury fałdowe występujące w rejonie pola 6 oraz w środkowej części wysadu. Kompleksy soli najmłodszych utrzymują w tych strukturach względnie stałą orientację przestrzenną i dostateczną do eksploatacji miąższość, i powinny być dostępne na wszystkich istniejących poziomach kopalnianych. W części środkowej wysadu oraz poniżej obecnie istniejących poziomów górniczych możliwa jest również eksploatacja soli zespołu PZ1-PZ3. Mankamentem tego kompleksu soli jest jednakże obecność bloków i reliktów struktur fałdowych zbudowanych z anhydrytów, z którymi często wiążą się zagrożenia gazowo-wodne. Ciała anhydrytowe występują w tym zespole soli na obszarze całego wysadu, a ich lokalizacja możliwa jest tylko za pomocą odwiertów. Obecność fragmentów ławicy anhydrytu głównego ogranicza możliwość rozwoju eksploatacji soli w NE części kopalni, natomiast rozwój w kierunku SE wyklucza wyklinowanie zespołu solnego PZ1-PZ3 powyżej poziomu 600. Eksploatacja złoża w części środkowej wysadu musi być poprzedzona bardziej szczegółowym rozpoznaniem budowy geologicznej za pomocą sieci odwiertów. Literatura: KÖHSLING J., MACIEJARZ Z., POBORSKI J., ŚLIZOWSKI K., ŚMIETAŃSKI Z., URBAŃCZYK, K., WALASZCZYK, J., DUDEK, A., KUKLIŃSKA, A., POBORSKA- MŁYNARSKA, K., ŚLIZOWSKI, J Określenie górniczo-geologicznych warunków eksploatacji w Kopalni Soli Kłodawa w aspekcie narastających w czasie zagrożeń górniczych. Arch. Kopalni Soli Kłodawa. WERNER, Z., POBORSKI, J., ORSKA, J., BĄKOWSKI, J Złoże solne w Kłodawie w zarysie geologiczno-górniczym. Prace IG 30,

12 Jacek Drogowski, Tomasz Molenda Inowrocławskie Kopalnie Soli ZAGOSPODAROWANIE ZŁOŻA SOLI KAMIENNEJ GÓRA Wstęp Inowrocławskie Kopalnie Soli SOLINO S.A. w Inowrocławiu prowadzą działalność gospodarczą w zakresie: eksploatacji solanki w dwóch nowoczesnych kopalniach otworowych Góra i Mogilno, konfekcjonowania soli na Wydziale Warzelni Soli, podziemnego magazynowania ropy naftowej i paliw w podziemnym Magazynie Ropy i Paliw w Górze. W poszczególnych rodzajach działalności, Solino S.A. zajmują czołową pozycję rynkową. Są największym producentem solanki w Polsce, największym operatorem logistycznym w zakresie magazynowania ropy naftowej i paliw oraz czołowym eksporterem wysoko przetworzonych produktów solnych na rynki Europy zachodniej. Wysad Góra Eksploatacja wysadu Góra rozpoczęła się pod koniec lat sześćdziesiątych. Złoże położone jest w obrębie antyklinorium kujawskiego. Wysad Góra w przekroju poziomym ma kształt zbliżony do koła o średnicy 800 m, a zwierciadło soli znajduje się na głębokości około 100 mppt. Na terenie Kopalni Soli i Podziemnego Magazynu Ropy i Paliw w Górze znajduje się obecnie 10 otworów eksploatacyjnych, 7 otworów magazynowych. W najbliższym czasie włączony zostanie do eksploatacji jeden z dwóch nowo odwierconych otworów. Ponadto rozpoczęte zostały prace związane z przygotowaniem terenu do odwiercenia dwóch kolejnych otworów. Zagospodarowanie części złoża soli kamiennej Góra na cele magazynowe rozpoczęła się w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Konieczność magazynowania w Polsce produktów naftowych wynika z Ustawy z 30 maja 1996 roku o rezerwach państwowych oraz zapasach obowiązkowych paliw. Wysokie koszty magazynowe w bazach powierzchniowych określiły strategię rozwoju dla tego segmentu rynku. Polski Koncern Naftowy ORLEN S.A. (ówczesne Mazowieckie Zakłady Rafineryjne i Petrochemiczne S.A. w Płocku) we wrześniu 1996 roku zakupił kontrolny pakiet akcji Inowrocławskich Kopalni Soli SOLINO S.A. i współuczestniczył w budowie Podziemnego Magazynu Ropy i Paliw w Górze (PMRiP). Głównymi zaletami wysadu Góra, które spowodowały rozwinięcie koncepcji budowy PMRiP były dobre warunki geologiczno górnicze złoża, możliwość zagospodarowania solanki i dostępu do niej przy operacjach tłoczeniowych oraz idealna lokalizacja wysadu położonego pomiędzy rurociągiem ropy naftowej Przyjaźń oraz rurociągiem paliwowym Płock Nowa Wieś Wielka Rejowiec. Konwersja komór eksploatacyjnych na magazynowe oraz budowa nowych komór magazynowych W celu dostosowania komór eksploatacyjnych do wymogów magazynowania wykonano szereg prac górniczych. Przygotowanie komory polegało na rekonstrukcji istniejącego otworu poprzez zacementowanie w nim dodatkowej kolumny rur (warunek szczelności hydraulicznej). Cementacja poprzedzona była wykonaniem badań geofizycznych (pomiar średnicy otworu poniżej buta rur 13 3/8 oraz jego krzywizny). Następnie po wykonaniu inwentaryzacji całej komory wykonane zostały czasza i szyja komory oraz odwiercono otwór tak zwany bisowy do stropu

13 czaszy. Wykonanie dodatkowego otworu do komory wymuszone zostało poprzez wybór technologii zatłaczania/wytłaczania ropy i produktów naftowych. Otwór ten został wyposażony w wolno wiszącą kolumnę rur solankowych. Rury te zapuszczono poniżej planowanego spągu magazynowego medium i służą do zatłaczania i odbierania solanki podczas pracy magazynu. Zrekonstruowanym starym otworem zatłaczane jest lub wytłaczane magazynowane medium. W nowo wykonywanych komorach magazynowych będzie znajdował się tylko jeden otwór z zacementowanymi rurami w których podwieszona będzie kolumna solankowa. Zatłaczanie/ wytłaczanie produktów naftowych odbywać się będzie przestrzenią pierścieniową a odbiór/ zatłaczanie solanki wewnętrzną kolumną rur zapuszczonych poniżej przewidywanego spągu produktu. Praca Podziemnego Magazynu Ropy i Paliw w Górze Magazyn spełnia obecnie rolę operacyjną i strategiczną. Ropa naftowa przyjmowana jest z Bazy Surowcowej Plebanka należącej do Przedsiębiorstwa Eksploatacji Rurociągów Naftowych Przyjaźń S.A. poprzez rurociąg Przyjaźń i rurociąg dalekosiężny Żółwiniec Góra. Paliwa przyjmowane są z Polskiego Koncernu Naftowego Orlen S.A. poprzez rurociąg paliwowy Zachodni. Wytłaczanie ropy naftowej planowane jest w kierunku Rafinerii Schwedt, natomiast paliwa wytłaczane są do Bazy Paliwowej Nowa Wieś Wielka będącej największą bazą powierzchniową Naftobaz Sp.z o.o. Baza ta posiada instalację dozowania dodatków umożliwiającą wprowadzenie składowanych w PMRiP bazowych produktów naftowych do obrotu handlowego. Stan obecny Kopalni Soli i PMRiP Góra oraz perspektywy Roczna produkcja solanki w Solino S.A. wynosi niecałe 9 milionów m 3, z czego około 4,1 miliona m 3 produkowane jest w Górze. Solanka przesyłana jest do odbiorców rurociągami. Głównym partnerem handlowym dla Kopalni Soli Góra są Inowrocławskie Zakłady Chemiczne Soda-Mątwy, które przetwarzają około 70% produkcji KS Góra. W Podziemnym Magazynie Ropy i Paliw eksploatowanych jest obecnie 6 komór magazynowych, w których składowana jest ropa naftowa oraz bazowy olej napędowy i opałowy. Etap docelowy magazynu (2006 rok) przewiduje pracę 10 komór magazynowych o sumarycznej pojemności około 5 mln. m 3. Podsumowanie Dotychczasowe doświadczenia udowadniają, że magazynowanie węglowodorów ciekłych w wyrobiskach górniczych po kopalniach otworowych soli, należy do najbezpieczniejszych. Dodatkową zaletą magazynowania ropy naftowej i paliw w kawernach solnych jest znacznie niższy koszt magazynowania płynnych węglowodorów niż w bazach konwencjonalnych (zbiorniki powierzchniowe). Stopień konkurencyjności w obecnych czasach jest ściśle uzależniony od technologii wykorzystywanej w codziennej pracy. Inowrocławskie Kopalnie Soli SOLINO S.A. ściśle podążają za najnowocześniejszymi trendami technicznymi, które decydują o sukcesie firmy. Inowrocławskie Kopalnie Soli Solino S.A. przystąpiły do prac studyjnych związanych z magazynowaniem innych produktów niż ropa naftowa i paliwa, a w szczególności LPG. Sposób zagospodarowania złoża soli kamiennej Góra oraz zastosowanie nowoczesnych technologii to czynniki, które decydują o pozycji Solino S.A. na rynku usług magazynowych.

14 Krzysztof Dudek 1), Krzysztof Bukowski 1), Janusz Wiewiórka 2) 1) Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska 2) Emerytowany geolog KS Wieliczka DATOWANIA RADIOMETRYCZNE BADEŃSKICH OSADÓW PIROKLASTYCZNYCH Z OKOLIC WIELICZKI I BOCHNI W pracy przedstawiono charakterystykę mineralogiczno-geochemiczną osadów piroklastycznych zapadliska przedkarpackiego z okolic Wieliczki i Bochni. Na tego typu osady natrafiono w naturalnych odsłonięciach, w otworach wiertniczych oraz w Kopalniach Soli Wieliczka i Bochnia. Wkładki tufitowe występują w całym profilu środkowego miocenu (badenu); w warstwach skawińskich, serii ewaporatowej oraz w warstwach chodenickich. Tufity z warstw skawińskich i serii ewaporatowej złożone są z krystaloklastów (skalenie, kwarc, hornblenda, biotyt) i częściowo przeobrażonego szkliwa wulkanicznego w halitowym spoiwie. Poziom tufitowy WT-1 (tufit amfibolowy) występuje w iłowcach marglistych warstw skawińskich, kilka metrów poniżej spągu serii ewaporatowej. Poziom tufitowy WT-3 (tufit biotytowy) stwierdzono u spągu zielonych soli pokładowych w Kopalni Soli Wieliczka oraz poniżej soli kryształowych w Kopalni Soli Bochnia. Próbki tufitu do analiz pobrano z zejścia Lichtenfels na poziom Lobkowicz. Wkładka tufitowa występuje tam w postaci rdzawo-brunatno wietrzejącej warstewki o miąższości 2-4 cm w obrębie iłowców anhydrytowych oraz charakterystycznych łupków księgowych i anhydrytów trzewiowych. Kolejne wkładki osadów piroklastycznych występują w warstwach chodenickich. Badaniom poddano próbki tufitów z poziomu TB (tufit z Bochni) z naturalnego odsłonięcia w Bochni- Chodenicach oraz z otworu hydrogeologicznego H5, ok m na północ od centrum Wieliczki. Skała jest szaro-popielata, rozsypliwa, o słabo zaznaczonej laminacji podkreślonej równoległym ułożeniem licznych blaszek biotytu. Ilasta matrix zawiera liczne fragmenty szkliwa, okruchy kwarcu i skaleni, blaszki biotytu, rzadziej okruchy skał. Biotyt wyseparowany z tufitu WT-3 z Bochni oraz z wkładki w otworze H5 datowano metodą K/Ar w Laboratorium Spektrometrii Mas Instytutu Fizyki UMCS w Lublinie. Tufit WT-3 z Kopalni Soli Bochnia wydatowano na 13.6 mln lat, co potwierdza górnobadeńskie pochodzenie serii solonośnej. Biotyt z tufitu poziomu TB z warstw chodenickich (otwór hydrogeologiczny H5) wydatowano na 12.3 mln lat. Taki wynik datowania osadów górnego badenu (mikrofauna) może mieć istotne znaczenie dla wyznaczenia bezwzględnego wieku granicy baden/sarmat. Badania wykonano w ramach grantu KBN, projekt nr 6 P04D Pełny tekst artykułu Datowania radiometryczne badeńskich osadów piroklastycznych z okolic Wieliczki i Bochni został opublikowany w materiałach VIII OGÓLNOPOLSKIEJ SESJI NAUKOWEJ "DATOWANIE MINERAŁÓW I SKAŁ", Kraków listopada 2004 roku, str

15 Grzegorz Kortas Instytut Mechaniki Górotworu PAN RUCH GÓROTWORU I POWIERZCHNI W OTOCZENIU ZABYTKOWYCH KOPALŃ SOLI W kwietniu 2004 r. ukazała się publikacja książkowa pt. Ruch górotworu i powierzchni w otoczeniu zabytkowych kopalń soli pod redakcją G. Kortasa, wydana przez IGSMiE PAN. Książka zawiera 8 rozdziałów: Wprowadzenie, Rys historyczny i warunki górnicze w Wieliczce i w Bochni, Warunki geologiczne, Konwergencja wyrobisk, Modelowanie konwergencji i stanu naprężeń wokół wyrobisk, Przemieszczenia w górotworze i na powierzchni terenu, Modelowanie przemieszczeń w górotworze i na powierzchni, Wytyczne, których autorami są G. Kortas, J. Szewczyk, T. Toboła. Recenzentem publikacji był prof. dr hab. inż. S. Piechota. Książka zawiera 174 stron, 101 fotografii i wykresów oraz 18 tabel. Publikacja jest wynikiem pracy badawczej finansowanej przez Komitet Badań Naukowych w latach Streszczenie Zabytkowe, średniowieczne kopalnie soli w Wieliczce i w Bochni są pomnikiem polskiej i światowej kultury materialnej. Utrzymanie kopalń, prowadzenie prac zabezpieczających i zapewnienie w nich bezpieczeństwa wymaga rozpoznania warunków geomechanicznych. Przedstawione w pracy powiązanie warunków geologiczno-górniczych, wyników obserwacji oraz ich interpretacji w oparciu o fizyczne modele górotworu tworzy geomechaniczną podstawę górniczych projektowania i działań inżynierskich. Złoża soli w Wieliczce i Bochni należą do formacji ewaporatów, które wykształciły się w okresie badenu i później uległy przesunięciom, sfałdowaniu i przekształceniom w wyniku orogenezy karpackiej. Szerokie omówienie współczesnych poglądów na budowę tych złóż pozwoliło na wydzielenie kategorii litologicznych w górotworze wielickim i bocheńskim, różniących się podatnością na odkształcenia pod wpływem naprężeń. Formy tektoniczne i skutki ruchów neotektonicznych, przedstawione w pracy, pokazują, że współczesne ruchy tektoniczne w tej strefie to przemieszczenia rzędu milimetrów w ciągu stu lat. W kopalni bocheńskiej możliwa była aktywacja czynników tektonicznych, spowodowana naruszeniem złoża przez eksploatację górniczą. Przejawy neotektoniki i współczesnych ruchów udokumentowane zostały na licznych fotografiach mezostruktur odsłoniętych wyrobiskami. Rozkład niecki osiadań, zwiększone zaciskanie wyrobisk w kierunku prostopadłym do upadu złoża jest przesłanką dla takiej hipotezy. Konwergencja wyrobisk jest miarą ich zaciskania, którego prędkość zależy od lokalnych warunków naprężeniowych i podatności skał na pełzanie. W pracy zdefiniowano konwergencje liniowe, powierzchniowe i objętościowe w odniesieniu do prostych form geometrycznych wyrobisk, określono konwergencje główne i związki między nimi a czasem oraz wskaźniki określające okres zaciskania wyrobisk. Zestaw definicji i związków formalnych wyrażonych w konwergencjach względnych i ich prędkościach stanowi poszerzenie wiedzy o zaciskaniu wyrobisk, tworząc podstawę do projektowania obserwacji konwergencji, interpretacji wyników pomiarów konwergencji, oceny zaciskania i prognozowania zachowania wyrobisk i badania właściwości skał na podstawie obserwacji in situ. Pozwala to na ilościowe rozpoznanie zjawisk geomechanicznych w otoczeniu zabytkowych wyrobisk i prowadzi do klasyfikacji ich warunków geomechanicznych. Przedstawiono wyniki obszernych studiów teoretycznych, przeprowadzonych na podstawie symulacji metodą elementów skończonych długotrwałego procesu pełzania ośrodka wykazującego właściwości lepko-plastyczne. Na podstawie tych symulacji przedstawiono szereg relacji w formie prostych funkcji potęgowych wymiarów wyrobisk i prędkości względnych konwergencji.

16 Obserwacje i analizy metodą elementów skończonych są składnikami metody wyznaczenia właściwości mechanicznych ośrodka i naprężeń w nim panujących. Konwergencje w kopalni wielickiej i bocheńskiej obserwowane są od szeregu lat. Przegląd wyników ich pomiarów w wyrobiskach chodnikowych i komorowych dostarcza danych analizie prędkościach zaciskania wyrobisk w obu kopalniach. Szerszej analizie poddano wyniki obserwacji konwergencji w komorach Kaplicy Św. Kingi w Bochni i w Wieliczce oraz w komorze Ważyn. Przedstawiono metodę szacowania konwergencji objętościowej, wyznaczania wskaźników zaciskania wyrażonych przez okres połowicznego zaciskania wyrobiska lub ubytku 1% objętości w trzech wariantach: dla liniowej, eksponentialnej i potęgowej funkcji zanikania. Podano wartości naprężeń zredukowanych wg hipotezy Hubera-Misesa w otoczeniu wyrobisk i rozkłady odkształceń na ścianach Kaplicy. Ruchy w stropie wyrobisk obserwowane są w kopalni wielickiej. Stwierdzono, że na prawie stałą prędkość przemieszczeń stropu komór nakładają się periodycznie skutki sezonowych zmian wilgotności i temperatury powietrza kopalnianego. Szkodliwe skutki tego zjawiska obserwowane są także w komorze Ważyn w Bochni. Skutki zaciskania wyrobisk przejawiają się najpełniej na powierzchni terenu w postaci niecki osiadań. Przyrost objętościowy niecki osiadań w odniesieniu do objętości wyrobisk jest wskaźnikiem zaciskania wyrobisk w skali kopalni. Przedstawiono rozkład przemieszczeń pionowych w Wieliczce i w Bochni na podstawie wieloletnich pomiarów niwelacyjnych. Stwierdzono, że w Bochni osiadania z prawie jednostajną prędkością powoli zmniejszają się z czasem. Wyniki pomiaru przemieszczeń poziomych, rejestrowane wzdłuż linii obserwacyjnych w Wieliczce i w Bochni wskazują także na poza górnicze przyczyny ruchu. Generalnie są zgodne z rozkładem osiadań, wstępują jednak anomalie wartości i kierunków przemieszczeń, które mogą być wynikiem niedokładności pomiarów oraz wpływem innych czynników, głównie geomorfologicznych. Analizie poddano przemieszczenia poziome i pionowe we wnętrzu górotworu, na poziomach kopalń. Przyrosty przemieszczeń zależą od stopnia wybrania złoża na poszczególnych poziomach kopalń, stanu pól górniczych oraz głębokości. Względy te powodują, że rozkład przemieszczeń na górnych poziomach kopalni wielickiej jest podobny jak na powierzchni terenu, a największe zmiany przemieszczeń pojawiają się nad poziomem V i IV, które przede wszystkim generują ruch górotworu. W przypadku kopalni bocheńskiej, głównym źródłem ruchu górotworu są niedostępne obecnie wyrobiska na głębokościach poniżej 250 m. Układ złoża bocheńskiego i zróżnicowanie geologiczne powoduje, że na powierzchni wykształca się niecka rozciągnięta w kierunku południowymi i zawężona w kierunku północnym w centrum złoża. W pracy obszernie omawia się wyniki pomiarów przemieszczeń poziomych w kopalni bocheńskiej, obejmujące zmiany położenia punktów poligonowych na trzech poziomach kopalni, przemieszczeń w trzech szybach, przemieszczenia względne w kilkunastu wyrobiskach poprzecznych. Wyniki pomiarów położenia punktów poligonowych ujawniają tendencje przemieszczeń w kierunku północnym, anomalną do rozkładu niecki osiadań. W wyrobiskach poprzecznych obserwuje się przewagę ściskania na oczekiwanym teoretycznie rozciąganiem w tej strefie wyrobisk. Przemieszczenia szybów pokazują, że w okresie kilkudziesięciu lat górna ich część ulegała przesunięciom w kierunku środka niecki, ale peryferyjny szyb Trinitatis odchylał w przeciwnym kierunku, co wskazuje na odmienną przyczynę tego ruchu. Rozkład przemieszczeń w kopalni i na powierzchni wyznaczono na drodze modelowania. Zastosowano metodę funkcji wpływów z poszerzeniem o modelowanie wypiętrzeń oraz metodę elementów skończonych dla ośrodka wykazującego pełzanie określone prawem potęgowym. Opierając się na znanym z obserwacji rozkładzie przemieszczeń pionowych w Bochni, poprzez analizę odwrotną określono parametry metody funkcji wpływów i prawa potęgowego MES. Uzyskane obiema metodami rozkłady przemieszczeń są podobne, różnią się ilościowo w odniesieniu do przemieszczeń poziomych i odkształceń oraz przebiegu w górotworze granic między osiadaniami a wypiętrzeniami. Wykazano, że wyodrębniając utwory - zgodnie z litologiczną kategoryzacją - i symulując przemieszczenia MES w długim okresie czasu, uzyskuje

17 się symulacje ruchu masywu, zgodną z geologicznymi hipotezami o procesie formowania złoża soli. Czynnikiem decydującym o takim ruchu jest zróżnicowanie lepkości mas skalnych. Odpowiada to zróżnicowaniu parametru prawa potęgowego, określającego podatność na pełzanie. Wartość tego parametru dla skał solnych była taka sama w studium modelowym konwergencji, przy modelowaniu konwergencji w Kaplicy Św. Kingi w Wieliczce, górotworu i powierzchni w Bochni i tylko nieznacznie większa przy modelowaniu naprężeń wokół komory Ważyn w Bochni. Wskazuje to z jednej strony na podobieństwo właściwości mechanicznych górotworu i poprawność zastosowanych metod, a z drugiej na przydatność pomiarów geodezyjnych dla obserwacji zachowania się górotworu. Wnioski z rozpoznania warunków geomechanicznych wskazują się, że podstawą rozpatrywania geomechanicznych zadań w odniesieniu do problemów zabytkowych kopalń powinno być modelowanie metodą elementów skończonych, które prowadzi do określenia stanu bezpieczeństwa. Wyniki takiego modelowania będą wtedy wiarygodne, jeżeli obliczone prędkości przemieszczeń będą zgodne z wynikami obserwacji geodezyjnych. Liczne przykłady takiej zgodności przedstawiane są w tej pracy. Celem pomiarów geodezyjnych powinno być wyznaczania przemieszczeń w skali górotworu i konwergencji. Podano wytyczne projektowania takich obserwacji w odniesieniu do wnętrza górotworu i powierzchni terenu. Wskazuje się, że przemieszczenia poziome i pionowe w kopalni powinny być określane przede wszystkim w kierunku prostopadłym do rozciągłości złoża, pomiarami konwergencji powinny być objęte najbardziej wartościowe wyrobiska zabytkowe, chodniki i szyby na różnych głębokościach, należy monitorować przemieszczenia stropów w miejscach przebywania turystów. Pomiary geodezyjne dla wyznaczania ruchu górotworu i powierzchni powinny być objęte jednolitą, zintegrowaną dokładnościowo siecią, opartą na wiekowych punktach stałych, służących do dowiązania pomiarów niwelacyjnych oraz sieci rozproszonych punktów GPS i stacji do pomiaru długich baz. Podano sposób zakładania takiej sieci i rygory dokładnościowe, które powinny być przestrzegane dla uzyskania wartościowych obserwacji.

18 Michael Schramm, Otto Bornemann Federalny Instytut Nauk o Ziemi i Surowcach. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Stilleweg 2, D Hannover BROM, EFEKTYWNE NARZĘDZIE DO BADANIA KAWERN SOLNYCH Wyznaczanie zawartości bromu w soli w ramach badań ewaporatów nabiera coraz większego znaczenia. Brom jest ważnym pierwiastkiem śladowym, który w postaci jonu wchodzi w skład struktury krystalizującego halitu w przebiegu procesu parowania wody morskiej. Wraz z postępem procesu parowania wzrasta zawartość bromu zarówno w roztworze wody morskiej jak również w tworzącej się soli kamiennej. Jeżeli parowanie przebiega w sposób progresywny bez zakłóceń, to skrystalizowany halit wykazuje charakterystyczną zawartość bromu odpowiednio do danego stadium ewaporacji. Zależność tę można wykorzystać genetycznie, stratygraficznie oraz strukturalnie. Zastosowanie metody bromowej celem stratygraficznego zaszeregowania warstw w skałach solnych nie jest zjawiskiem nowym. Już na początku lat pięćdziesiątych rozpoczęto pierwsze tego typu badania. Dotychczasowe możliwości metody bromowej były jednak mocno ograniczone, ponieważ pobór prób i ich analiza były drogie i czasochłonne, a uzyskanie miarodajnych wyników wymagało poboru wielu prób o dużej objętości materiału. Tym samym metodę wyznaczania zawartości bromu wykorzystywano do tej pory zawsze na końcu, z wyraźnym poślizgiem czasowym od momentu wykonania odwiertu i wyłącznie do celów naukowych. Rozwój analityki umożliwił badanie nawet bardzo małych próbek przy zastosowaniu jonochromatografii, tak że obecnie możliwe jest analizowanie skupisk (cuttings). Dzięki temu dysponujemy dzisiaj ekonomiczną metodą analityczną pozwalającą zaoszczędzić na czasie, gdyż już podczas wiercenia (np. celem zbadania kawerny solnej) możliwa jest analiza prób niemal online i szybkie zaszeregowanie stratygraficzne przewiercanego aktualnie odcinka. Poza tym za pomocą metody bromowej można dokonać rozróżnienia fałdów występujących często w wysadach solnych jak również synklin i antyklin. Dzięki temu możliwe jest odpowiednie ustalenie interwału wiercenia i odcinków poboru rdzenia do badań wytrzymałościowych jak również zorientowania profilu odwiertu. Ponieważ możliwe jest zaprojektowanie odcinków rdzeniowanych, pozwala to na znaczne oszczędności w porównaniu do metody konwencjonalnej. Ponieważ uzyskujemy dane odnośnie zawartości bromu w sposób ciągły dla wszystkich kolejnych warstw w odwiercie, pozwala to również na zlokalizowanie warstw solnych o małej zawartości bromu. Często jest to konieczne w przypadku kawern eksploatacyjnych, ponieważ wytwarzanie czystych chemicznie produktów wymaga stosowania surowców o możliwie jak największym stopniu czystości. Dzięki dokładnej wiedzy na temat następstwa warstw można docelowo sterować procesem ługowania kawerny poprzez omijanie wyznaczonych stref niebezpiecznych (np. pokładów soli potasowych), w których ługowanie przebiega o wiele szybciej. Aby móc ustalić rozkład bromu w soli kamiennej piętra sztasfurckiego Z-2 (Staßfurtfolge), wyznaczono standardową krzywą zawartości bromu z prób pochodzących głównie z wysadu solnego Gorleben. Ta krzywa bromu odzwierciedla progresywny, przebiegający bez zakłóceń proces parowania (rys. 1). Po względnie stałym przebiegu krzywej zawartości bromu na niskim poziomie na początku procesu krystalizacji soli, stężenie bromu przyjmuje postać funkcji wykładniczej wraz z postępującą intensywnością parowania. Stwierdzono charakterystyczne stężenia bromu dla poszczególnych warstw: sól stropowa / warstwy przejściowe (Z-2HG/UE): 177 do 299 µgbr/g halitu sól krystaliczna zbrekcjowana (Z-2HS3): 94 do 219 µgbr/g halitu sól laminowana (Z-2HS2): 50 do 168 µgbr/g halitu sól kłębiasta (Z-2HS1): 44 do 115 µgbr/g halitu sól bazowa (Z-2BS): 29 do 59 µgbr/g halitu

19 Na podstawie standardowej krzywej zawartości bromu warstwy sztasfurckiej (Z-2) centralnej Niemieckiej Niecki Cechsztyńskiej możliwe jest przeniesienie tych wyników na inne lokalizacje, tzn. można dokonać zaszeregowania stratygraficznego poszczególnych warstw wg zbadanego typowego stężenia bromu. Przeniesienie krzywej standardowej piętra sztasfurckiego centralnej Niemieckiej Niecki Cechsztyńskiej zastosowano z powodzeniem zarówno dla skupisk (cuttings) jak również dla elementów strukturalnych. Krzywe zawartości bromu warstwy sztasfurckiej (Z-2) dla graniczących od zachodu holenderskich pokładów soli wykazują tendencje odmienne. W odwiercie Oude Pekela-3 wyznaczono wstępnie regionalną krzywą zawartości bromu dla cechsztynu Z-2. Badania wykazały, że w holenderskiej warstwie sztasfurckiej panują inne warunki niż na centralnej Niemieckiej Niecce Cechsztyńskiej. Charakterystyczne jest tu naprzemienne występowanie faz intensywnego parowania (wysokie stężenie bromu) i faz transgresywnych (niewielkie stężenie bromu) utworzonych w wyniku intensywnego rozcieńczania świeżym dopływem wody morskiej. Z tego względu sporządzono też stratygraficzny podział holenderskiego wysadu soli głównej bazujący na badaniach stężenia bromu. Od spągu do stropu są to następujące warstwy: sól dolna, strefa przejściowa 1, sól środkowa, strefa przejściowa 2, sól górna, strefa przejściowa 3, odpowiednik soli stropowej. Dążymy do wykorzystania tej samej metodyki w badaniach polskich pokładów cechsztyńskich. Pierwsze badania stężenia bromu wykazały, że pod względem oczekiwanych wyników mogą być one ukoronowane sukcesem.

20 Katarzyna Poborska-Młynarska 1), Andrzej Sadowski 2), Grzegorz Misiek 2) 1) Katedra Górnictwa Podziemnego AGH 2) Kopalnia Soli Kłodawa PERSPEKTYWY PRZESTRZENNEGO ROZWOJU EKSPLOATACJI W KOPALNI SOLI KŁODAWA - MOŻLIWOŚCI I OGRANICZENIA 1 Kopalnia Soli Kłodawa, zamierzając kontynuować produkcję soli kamiennej w ciągu najbliższych kilkunastu lat, tzn. do 2020 roku, stanęła przed kilkoma ważnymi zagadnieniami, dotyczącymi przede wszystkim: 1) wystarczalności zasobów soli kamiennej w złożu kłodawskim, 2) możliwości bezpiecznego funkcjonowania kopalni i prowadzenia eksploatacji w tym czasie. Kopalnia istnieje od ponad 50-u lat. W pojęciach górnictwa solnego pięćdziesięcioletnia kopalnia założona w wysadzie solnym znajduje się w zaawansowanym stadium swego funkcjonowania. Składa się na to szereg przyczyn, a przede wszystkim: - wyczerpywanie się zasobów kopaliny o dobrych parametrach jakościowych i ilościowych, znajdujących się w korzystnym położeniu w złożu, - wzrost zagrożenia wodnego, spowodowany rozrastaniem się wyeksploatowanych części pól eksploatacyjnych, otwieraniem się podczas prowadzenia robót górniczych nowych źródeł wypływu solanek, i in. Część z wymienionych zjawisk daje się zaobserwować w kopani Kłodawa już dzisiaj. Stąd też, pytanie o perspektywy przestrzennego rozwoju kopalni staje się szczególnie aktualne. Głównymi zadaniami, postawionymi przez autorów były: przegląd udokumentowanych zasobów soli kamiennej, sporządzenie aktualnego obrazu geologicznego wybranych części złoża, a następnie, przeanalizowanie - na tle zaktualizowanych map i przekrojów geologicznych - możliwości przestrzennego rozwoju pól eksploatacyjnych i wskazanie czy istnieje możliwość eksploatacji w częściach złoża nie eksploatowanych dotychczas. Ocenę możliwości przestrzennego rozwoju eksploatacji przeprowadzono głównie na podstawie kryterium aktualnego rozmieszczenia i ilości zasobów, stanu ich rozpoznania i możności udostępnienia, z uwzględnieniem aktualnego stanu rozpoznania zagrożeń naturalnych głównie zagrożenia wodnego. Wyniki przeprowadzonej analizy przedstawiono w następujących punktach. 1. W granicach obszaru górniczego kopalni w Kłodawie znajdują się - do głębokości nie przekraczającej 750 m - zasoby soli kamiennej wystarczające do utrzymania produkcji na obecnym jej poziomie do 2020 r. 2. Zasoby przemysłowe soli kamiennej w polu 2, 3 i 5 są wystarczające, aby zapewnić utrzymanie rocznego wydobycia kopalni na obecnym poziomie do 2020 r. wraz z niezbędną rezerwą na wypadek napotkania robotami górniczymi niekorzystnych warunków geologicznogórniczych. 3. Właściwa kolejność wybierania kopaliny w poszczególnych polach eksploatacyjnych jest następująca: w pierwszej kolejności należy kontynuować eksploatację w polu 2 i 3 do poziomu 750, do wyczerpania zasobów tych pól; jednocześnie, należy w najbliższym czasie przystąpić do udostępnienia i rozcięcia pola 5 w przedziale głębokości m, a następnie do podjęcia eksploatacji w tym polu. 4. Eksploatację w polu 2 należy prowadzić zgodnie z ustaloną optymalną kolejnością wybierania. Na obecnym etapie rozważań wydaje się, że najbardziej korzystne będzie wybranie: 1 Artykuł opracowano w ramach badań statutowych AGH nr