Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez system odwadniania zakładu górniczego KWB Bełchatów S.A.

Transkrypt

1 WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie Mat. Symp. str Małgorzata GOGACZ Kopalnia Węgla Brunatnego Bełchatów S.A., Rogowiec Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez system odwadniania zakładu górniczego KWB Bełchatów S.A. Streszczenie W kopalni odkrywkowej węgla brunatnego Bełchatów występują bardzo trudne warunki hydrogeologiczne. Dlatego też w celu wydobycia węgla, koniecznym jest wykonanie dwóch rodzajów systemów odwodnienia. Pierwszy (podstawowy) dla wód podziemnych system studzienny. Drugi (główny) dla wód resztkowych i opadowych ujmowanych na poziomach eksploatacyjnych, wody te są zanieczyszczone. Wszystkie wody są odprowadzane na powierzchnię. Wody głębinowe prosto do rzek, wody zanieczyszczone najpierw do systemu oczyszczania (są to zbiorniki sedymentacyjno-roślinne) i następnie do rzek. Wcześniej, zanim wody trafią do rzek są poddawane kontroli chemicznobiologicznej. Wykonuje się to w wytypowanych miejscach na kanałach. We wszystkich tych miejscach wody z KWB Bełchatów mają najwyższą jakość (pierwsza lub druga klasa czystości). Dużo trudniejsza sytuacja jest z wysadem solnym Dębina, znajdującym się w środkowej części złoża Bełchatów. Dokoła wysadu wykonano (wykonuje się) specjalny pierścień studzien. Zwierciadło wody w tym miejscu (na pierścieniu) jest poniżej zwierciadła wody zarówno względem Pola Bełchatów jak i Pola Szczerców. To rozwiązanie pozwala bezpiecznie pracować bełchatowskim górnikom jak i bezpiecznie żyć lokalnej ludności, dzieje się tak dlatego, że wody z odkrywki Bełchatów nie zawierają soli. 1. Wprowadzenie Złoże węgla brunatnego Bełchatów ma rozwiniętą budowę geologiczną. Jego zasadnicze części przewidziane w najbliższej przyszłości do eksploatacji to Pole Bełchatów i Pole Szczerców. Pola te rozdziela wysad solny Dębina. Jest on dla działalności górniczej w Bełchatowie niewątpliwym utrudnieniem. W celu wydobycia węgla z obu pól niezbędnym jest prowadzenie szeroko zakrojonych prac odwodnieniowych. Powodowane jest to następującymi czynnikami: 1. Trudnymi warunkami hydrogeologicznymi zalegania węgla ze względu na: a) znaczną miąższość i wysoki stopień zawodnienia utworów wodonośnych nad i pod węglem, b) dość skomplikowany niekiedy układ zalegania warstw wodonośnych. 2. Rozbudowanymi zlewniami wód opadowych powstającymi w wyniku robót górniczych zarówno na Polu Bełchatów jaki i Polu Szczerców. 3. Specyfiką prac, które trzeba wykonać wokół wysadu solnego Dębina w celu ochrony wód przed zasoleniem. 139

2 M. GOGACZ Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez... Utworzony dla prowadzenia działalności górniczej zakład górniczy KWB Bełchatów S.A. zaliczony został do odkrywkowych zakładów górniczych w II stopniu zagrożenia wodnego. Fakt ten powoduje, że odwodnienie kopalni ma szczególne znaczenie, a cały system odwodnienia musi spełniać wymagania szeregu przepisów prawnych i norm technologicznych. Odwodnienie w kopalni Bełchatów stanowi więc niezwykle ważny element w całym zakresie działalności górniczej zakładu. Prace odwodnieniowe polegają na obniżeniu zwierciadła wody w urabianym górotworze poniżej najniższego poziomu wydobywczego oraz odprowadzeniu wód resztkowych (uwięzionych) w górotworze, a także wód opadowych gromadzących się na poszczególnych poziomach roboczych oraz na dnie wyrobiska. Z tej racji i z uwagi na pełnione funkcje wyróżnia się dwa systemy odwodnienia: system odwodnienia wgłębnego i system odwodnienia powierzchniowego. System odwodnienia wgłębnego wypompowuje wody podziemne z górotworu, wody te zaś w większości są odprowadzane bezpośrednio do specjalnie do tego celu wybudowanych kanałów i rowów, a następnie wprost do cieków naturalnych. Część wód podziemnych pochodzących z otworów studziennych w wyrobisku trafia do systemu odwodnienia powierzchniowego. System ten oprócz nich ujmuje również wody opadowe z wyrobiska i wody resztkowe są to generalnie wody zabrudzone. Całość wód odwodnienia powierzchniowego kieruje się poprzez system rowów wód brudnych do osadników terenowych gdzie następuje proces ich oczyszczania. Po oczyszczeniu do II klasy czystości, wody te odpływają do cieków naturalnych. Odbiornikiem wód kopalnianych są główne rzeki zlewni Widawki - część wód odpływa bezpośrednio do Widawki, część natomiast do rzek Struga Żłobnicka, Struga Aleksandrowska i Krasówka, a z nich do Widawki. Istotnym elementem, który musi być uwzględniony przy prowadzeniu prac odwodnieniowych jest zagadnienie optymalnego obniżenia zwierciadła wody w kontekście wyrządzenia jak najmniejszych szkód społecznych, związanych z tworzącym się lejem depresyjnym. Powierzchnia leja depresyjnego wytworzonego przez kopalnię wynosi obecnie około 610 km 2 i jest tak stymulowana pracami odwodnieniowymi, aby był on jak najmniejszy i powodował jak najmniejsze braki wody na użytek ludności zamieszkującej w rejonie oddziaływania leja. Rozbudowę studni systemu odwadniania prowadzi się w kierunku zachodnim zgodnym z kierunkiem eksploatacji górniczej, natomiast od strony wschodniej w rejonie zwałowiska wewnętrznego studnie są już obecnie wyłączane, a co za tym idzie następuje tu wycofywanie się leja depresji. Rozszerzanie się leja w kierunku zachodnim związane jest również z rozpoczętym kilka lat temu odwadnianiem Pola Szczerców. Przewiduje się, że trwały proces odbudowy zwierciadła wód podziemnych i wycofywania się leja rozpocznie się około 2018 roku, kiedy to nastąpi zakończenie robót górniczych na odkrywce Bełchatów i trwać będzie do zakończenia eksploatacji węgla w odkrywce Szczerców (około 2038 roku). 2. Odwodnienie wgłębne W Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów dla obu odkrywek (Bełchatów, Szczerców) przyjęto dwufunkcyjny system odwodnienia wgłębnego: 1. System podstawowy barierowy układ szerokodymensyjnych studni głębinowych (głębokości do 350 m) wierconych z powierzchni terenu; bariery, czyli szeregowo rozmieszczone studnie mają przebieg równoległy do krawędzi projektowanych skarp i poziomów roboczych, a studnie w barierach rozmieszczone są w odstępach rzędu m. 140

3 WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie 2. System pomocniczy tj. układ otworów studziennych do wspomagania odwodnienia wgłębnego: dla stref podwęglowych tzw. otwory przelewowo pompowe (otwory PP) mające na celu bezpieczne obniżenie zwierciadła wody poniżej spągu głównego pokładu węgla (najniższego poziomu wydobywczego). Obniżenie poziomu wody poniżej spągu najniższego poziomu wydobywczego prowadzi się z wysokim reżimem, który nie tylko zapewnia bezpieczeństwo wydobycia węgla, ale również nie dopuszcza do nawodnienia stopy zwałowiska wewnętrznego, zapobiegając jego rozmakaniu i pozwalając tym samym na stosunkowo bliskie usytuowanie frontu zwałowiska od prowadzonych prac wydobywczych dzięki temu istnieje możliwość operatywnego, synchronicznego prowadzenia tychże prac (robót górniczych), dla poziomów nadwęglowych (nadkładowych) tzw. otwory spływowo chłonne (otwory SP i SPS) mające na celu odprowadzenie wód resztkowych i zawieszonych, które ze względu na skomplikowaną budowę geologiczną nie zostały odprowadzone przez podstawowy system odwadniania, a także infiltrujących wód opadowych. Systemy podstawowy i pomocniczy umożliwiają bezpieczną eksploatację węgla do poziomu około 0 m n.p.m., tj. do rzędnej, na której spąg węgla zalega w przeważającym obszarze złoża. Obecnie front eksploatacyjny w odkrywce Bełchatów zbliża się do lokalnego zagłębienia pokładu węgla w formie rowu tektonicznego o przebiegu równoleżnikowym. Eksploatację węgla w tej formie zalegania zamierza się prowadzić do rzędnej około 80 m n.p.m. Rów ten nazwany został rowem II rzędu. W związku z planowaną eksploatacją węgla w rowie II rzędu, rozpoczęto budowę tzw. II stopnia odwadniania, który ma umożliwić prowadzenie prac górniczych do poziomu 80 m n.p.m. II stopień odwadniania wgłębnego oparty będzie na otworach przelewowo pompowych PP i studniach typu R, ułożonych w bariery o przebiegu N-S, wierconych generalnie z VI poziomu eksploatacyjnego. Bariery będą formowane w stosunku do siebie równolegle w odległości około 200 m jedna od drugiej. Planowane są również do wykonania bariery okalające rów od północy i południa. Głębokości tych studni umożliwią bezpieczną eksploatację węgla do rzędnej 80 m n.p.m. Ilość wody wypompowywanej przez system odwodnienia wgłębnego odkrywki Bełchatów mieści się w przedziale od 11,3 do 13,2 mln m 3 /miesiąc przy średniej wydajności systemu ok m 3 /min, zaś ilość wody odprowadzanej przez system odwodnienia odkrywki Szczerców waha się w przedziale od 9,5 do 10,0 mln m 3 /miesiąc przy średniej wydajności systemu około m 3 /min. Dane te pochodzą z II półrocza 2003 roku i dwóch pierwszych miesięcy 2004 roku. 3. Odwodnienie rejonu wysadu solnego Dębina Integralnym i jednocześnie wyraźnie odrębnym elementem systemu odwodnienia wgłębnego jest odwodnienie rejonu wysadu solnego Dębina. Jest to tzw. bariera ochronna wysadu solnego Dębina. Wysad solny Dębina o regularnym kształcie, zalegający na głębokości około 170 m ppt. rozdziela pola eksploatacyjne Bełchatów i Szczerców. Stanowi on potencjalne zagrożenie dla ogólnie rozumianych robót górniczych. Istnieje bowiem (na skutek wytwarzania wokół wyrobiska górniczego leja depresyjnego) możliwość dopływu do niego od wysadu solnego wód z wyraźną zawartością jonów chlorkowych. Wody te mogą przeniknąć bezpośrednio do wyrobiska, ale przede wszystkim mogą być wypompowane przez różne studnie systemu odwodnienia wgłębnego do cieków, a to mogłoby wywierać negatywny wpływ na stan 141

4 M. GOGACZ Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez... środowiska naturalnego w regionie. Mając na uwadze ochronę środowiska w regionie i bezpieczeństwo prac górniczych zaprojektowano i odwiercono studnie tzw. bariery ochronnej wysadu solnego Dębina. Studnie te, oddalone od siebie w odstępach rzędu 30 m, ulokowane są w układzie zamkniętego, kołowego pierścienia wokół wysadu. Działanie bariery zabezpieczającej polega na wyeliminowaniu przepływu wód przez wysad dzięki wytworzeniu układu hydrodynamicznego, w którym depresja pomiędzy studniami będzie nieco większa od wpływu odwodnienia odkrywek. Istotne znaczenie bariery zabezpieczającej polega także na zachowaniu stateczności struktury wysadu i jego rejonu w rezultacie niedopuszczeniu do rozmycia złoża soli. Warunkiem skuteczności rozwiązania jest utrzymanie jednakowej depresji na pierścieniu bariery zabezpieczającej. W nowym wymuszonym układzie hydrodynamicznym czyste wody dopływające do bariery spoza pierścienia jak również wody zmineralizowane występujące w obrębie wysadu, a także wody znajdujące się pomiędzy wysadem i barierą są ujęte studniami i odprowadzane na zewnątrz. W 2003 roku, z uwagi na zbliżanie się frontu eksploatacyjnego odkrywki Bełchatów, rozpoczęto budowę nowej proekologicznej bariery ochronnej wysadu. Istotnym czynnikiem powodującym konieczność budowy nowej bariery jest fakt planowanego rozpoczęcia robót górniczych w tzw. rowie II rzędu, czyli w lokalnym, tektonicznym zagłębieniu pokładu węgla. Dla zapewnienia bezpieczeństwa tych robót rozpoczęto już wiercenie studni tzw. II stopnia odwadniania, które obniżą zwierciadło wody poniżej rzędnej 80 m n.p.m. i jednocześnie wymuszą zmiany parametrów pracy nowej bariery. Studnie nowej bariery dla utrzymania warunku niższej niż wywoływana przez odwodnienie odkrywki Bełchatów depresji będą musiały znacznie obniżyć zwierciadło wody w barierze ochronnej poniżej poziomu dna odkrywki w rowie tektonicznym II rzędu. Studnie nowej bariery, w ilości około 30, będą zlokalizowane wokół istniejącego pierścienia studni i osiągną głębokości do około 400 m. Rozwiązanie takie zapewni osiągnięcie właściwego poziomu zwierciadła wody dla potrzeb robót górniczych i uzyskanie parametrów pompowanych wód zgodnych z pozwoleniem wodnoprawnym. Studnie nowej bariery będą włączane do eksploatacji wymiennie w miejsce studni istniejących. Ilość wody wypompowywanej przez barierę ochronną wysadu solnego Dębina mieści się w przedziale od 0,4 do 0,5 mln m 3 /miesiąc przy średniej wydajności systemu około 8,1 11,8 m 3 /min. Dane te pochodzą z II półrocza 2003 roku i dwóch pierwszych miesięcy 2004 roku. 4. Odwodnienie powierzchniowe Odwodnienie powierzchniowe ma za zadanie odprowadzenie odpompowanych przez studnie zlokalizowane w wyrobisku wód do cieków naturalnych, a także odprowadzenie wód z opadów atmosferycznych i tzw. wód resztkowych nie ujętych odwodnieniem wgłębnym i wypływających z naciętych przez fronty robocze warstw wodonośnych. System odwodnienia powierzchniowego w KWB Bełchatów można podzielić na następujące części: 1. System odwodnienia głównego system pompowni głównych wraz ze zbiornikami wodnymi i rurociągami odprowadzającymi. Pompownie, zlokalizowane na skarpach stałych wyrobiska bądź na jego dnie są głównymi elementami odwodnienia powierzchniowego. Wyposażone są one w pompy odśrodkowe stacjonarne o wydajnościach zgodnych z wymogami obowiązującymi w odkrywkowych 142

5 WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie zakładach górniczych w II stopniu zagrożenia wodnego. Obecnie na odkrywce Bełchatów funkcjonuje 7 pompowni głównych, z czego 5 jest usytuowanych na zboczu północnym, a 2 na zboczu południowym wyrobiska. Pompownie te wyposażone są ponadto w inne urządzenia, rurociągi, zbiorniki wodne itp., zgodnie z wymogami wynikającymi z przepisów prawnych. Wody do wymienionych pompowni kierowane są wg zasady jak najkrótszej drogi dopływu. 2. System pomocniczy pompownie pomocnicze (tymczasowe) wraz z rząpiami i innymi urządzeniami. Obecnie w odkrywce Bełchatów eksploatowane są: 1 pompownia pomocnicza na zboczu południowym, 1 przepompowania na zboczu południowym i tzw. spągowe stanowisko pompowe zlokalizowane na dnie wyrobiska, z którego tłoczy się wody do pompowni głównych na zboczu północnym. Wody z miejsc ich wypływu trafiają do pompowni głównych jak i tymczasowych, poprzez system rowów i rurociągów. Łączna wydajność agregatów pompowych wszystkich pompowni na odkrywce Bełchatów wynosi obecnie około 480 m 3 /min. Uruchomienie pierwszej pompowni w Odkrywce Szczerców planowane jest w 2005 roku. 3. System odwodnienia pochylni i półek stałych piaskowniki, rowy korytkowe, betonowe i ziemne, odprowadzające wodę do pompowni i przepompowni. 4. System cieków powierzchniowych rowy i kanały wód czystych oraz kanały wód brudnych. 5. System oczyszczania wód brudnych oparty na osadnikach sedymentacyjno roślinnych. Wody pompowane przez studnie odwadniania wgłębnego odprowadzane są bezpośrednio rurociągami do systemu rowów betonowych okalających odkrywki a stamtąd wprost do cieków naturalnych. Wody te nie wymagają oczyszczania i spełniają normy wód I i II klasy czystości. Inaczej przedstawia się zagadnienie jakości wód pochodzących z opadów atmosferycznych i wód resztkowych. Wody te nie spełniają z reguły podstawowych wymogów klasy czystości, stąd wymagają oczyszczenia i uzyskania dla nich co najmniej II klasy czystości. Wody z wyrobiska odprowadzane są rurociągami poprzez pompownie na powierzchnię terenu i tam tzw. rowami wód brudnych kierowane są do sztucznych zbiorników wodnych tzw. osadników terenowych. Podstawowym zadaniem osadników terenowych jest końcowe oczyszczenie wód pochodzących z odwodnienia powierzchniowego, nazwanych umownie wodami brudnymi. Wody te charakteryzują się dużą zmiennością i znaczną zawartością zawiesin, a także mają często wysoką mętność, zmienną barwę i wysoką utlenialność. Obecnie, dla potrzeb oczyszczenia wód pochodzących z odwodnienia powierzchniowego odkrywek Bełchatów i Szczerców, eksploatowane są 4 osadniki terenowe: osadnik nr 1 północny, osadnik nr 2 południowy, osadnik nr 3 w miejscowości Kamień, osadnik Winek na rzece Krasówce (retencyjno osadowy, utworzony ze stawu na rzece Krasówce w miejscowości Winek). Średnie roczne zrzuty wód kopalnianych z osadników przedstawiały się w 2002 roku następująco: 0,76 m 3 /s z osadnika nr 1, 0,15 m 3 /s z osadnika nr 2, 0,15 m 3 /s z osadnika nr

6 M. GOGACZ Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez... Oczyszczanie wód brudnych w osadnikach polega na grawitacyjnej sedymentacji cząsteczek zawieszonych w wodzie, które wspomagane jest przez zastosowanie tzw. filtra roślinnego (patent pracowników Poltegoru Projektu z Wrocławia). Zastosowana w osadnikach technologia oczyszczania wód brudnych z zawiesin koloidalnych i pseudokoloidalnych przy użyciu filtra roślinnego, bazuje na 2 stopniach oczyszczania: a) etap wstępny usuwanie grubszych cząsteczek w osadniku sedymentacyjnym w okresie godzin, b) etap końcowy przepływ wody przez obszar zasiedlony roślinnością wodną i błotną. Uzyskane efekty oczyszczania są pozytywne, a po oczyszczeniu wody mają zawsze co najmniej II klasę czystości. Potwierdzają to instytucje kontrolujące jakość wód, m.in. Wojewódzka Inspekcja Ochrony Środowiska. Aktualnie kopalnia stopniowo będzie wyłączała osadniki nr 1 i nr 2. Wiąże się to z postępem robót górniczych w Odkrywce Bełchatów, gdzie zachodzi potrzeba skierowania w kierunku zachodnim wód z pompowni zlokalizowanych w wyrobisku w rejonie tzw. rowu II rzędu. Wybrane osadniki i przykłady odprowadzenia wody ciekami w obudowie betonowej ilustrują fotografie (rys ). Rys Oczyszczanie wód zbiornik nr 1 cześć sedymentacyjna Fig Cleaning of waters reservoir nr 1 sedimentation part Rys Oczyszczanie wód zbiornik nr 1 część roślinna Fig Cleaning of waters reservoir nr 1 plant part. 144

7 WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie Rys Czyste wody odpływają do rzeki Widawki Fig Clean waters going to the river Widawka Rys Przykład kanału transportującego wody z odkrywki Fig Example of canal with the waters from open pit Rys Oczyszczanie wód zbiornik nr 2 część roślinna Fig Cleaning of waters reservoir nr 2 plant part 145

8 M. GOGACZ Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez... Rys Oczyszczanie wód zbiornik nr 2 cześć sedymentacyjna Fig Cleaning of waters reservoir nr 2 sedimentation part 5. Odprowadzenie wód czystych i oczyszczonych do cieków naturalnych 6 Kana ł Nr Nr 3 SEKTOR Nr 3 5 NW Rów A 4N-5 POMPOWNI SEK TOR A9 POMPOWNI w zbio rczy Str Ró ug a 23 NIA 4 N-4 ych POMP OW NIA NIA KT-119 brudn Nr 1 NE POMP OW KT st. 4 N-3 4 KT-97-1 Ale ks Rów nr POMP OW - st. 5 wód ka drows ksan brudnych Rów wód 7 Kanał Nr brudnych a Ale Strug Kanał Nr Rów wód Struga Żłobn icka Jest to końcowy element systemu odwodnienia powierzchniowego. Wody pompowane przez studnie odwadniania wgłębnego odprowadzane są bezpośrednio rurociągami do systemu rowów i kanałów betonowych okalających odkrywki a stamtąd wraz z oczyszczonymi wodami brudnymi trafiają do rzek tj. do Strugi Żłobnickiej i Aleksandrowskiej oraz Krasówki, a w konsekwencji do rzeki Widawki. SSP3 KT-125 PP369 an dro w PP374 PP378 sk KT-120 a KT-130 KT-126 PD-14BIS PP375 KT-121 PP379 PD-15A KT-93-1 KT-131 PP382 PP380 PD-46 PP376 SEKTOR P-1 KT-127 PD-1 PD-1+ PD-5B PD-5 PD-5A KT-132 PD-32 PD-22A PD-4B PP372 PD-4 PD-23 KT-123 KT-133 PD-29A PD-33 WYSAD SOLNY "DĘBINA" ni Rów wschod PD-8A dni Rów zacho HXXI/3 PD-8 PD-34 PD-9 PP383 KT-128 KT-129 PP381 PP377 PD-6 PD-35A PD-9B PD-24A PD-38 PD-18BIS PD-36 PD-3A PD-3 W PO M PO 31SDP PD-25 PD-28 PD-28A NIA 29SDP PD-27A PD-2 PD-26A PD-26B PD-19BIS -3 4S PD-7A PD-7 PD-7B SEKTOR SW-3 PD-12BIS SEKTOR SW-4 Rów nr 24 PD-20 PD-20A Kanał Nr 2 Kanał Nr 9 Kanał Nr 9 sówka rz. Kra Studnie w eksploatacji Otwory obserwacyjne w eksploatacji Otwory obserwacyjne w barierze ochronnej I, II i III grupa Otwory obserwacyjne KT Studnie zdjęte z eksploatacji wykorzystywane, jako dodatkowe punkty pomiarowe Studnie SP w eksploatacji - stan na 09.03r. Studnie odwadniające w rejonie rowu II rzędu - etap 04r. Studnie odwadniające w rejonie rowu II rzędu - etap 02r. Studnie odwadniające - etap 03r. (nie wykonane do 09.03r.) Otwory obserwacyjne - etap 03r. (nie wykonane do 09.03r.) Otwory obserwacyjne - etap 04r. PP375 Studnie PP - etap 03r. (nie wykonane do 09.03r.) PP382 Studnie PP - etap 04r. KT-121 Otwory KT- etap 03r. (nie wykonane do 09.03r.) KT-131 Otwory KT - etap 04r. Otwory ropoznawcze etap 04r. Studnie nowej bariery ochronnej etap 03r. Otwory rozpoznawcze dla nowej bariery ochronnej etap 03r. Otwory obserwacyjne dla nowej bariery ochronnej etap 03r. SEKTOR SW-2 (w likwidacja w 2003r.) Wyłączenia z eksploatacji studni i studni PP w analizowanym okresie Wyłączenia z eksploatacji otworów obserwacyjnych w analizowanym okresie Studnie wyłączane do rezerwy w analizowanym okresie PD-36 Płytkie otwory obserwacyjne w rejonie bariery ochronnej wyłączone z eksploatacji w analizowanym okresie Rys Plan systemu odwodnienia Pole Bełchatów Fig Plan drainage system Fild Belchatow 146

9 WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie Rys Plan systemu odwodnienia Pole Szczerców Fig Plan drainage system Fild Szczercow 6. Charakterystyka wód zrzucanych z poszczególnych rejonów kopalni, zrzut całkowity Wody pochodzące z odwodnienia odkrywki Bełchatów są to wody słodkie (ilość substancji rozpuszczonych jest mniejsza niż 470 mg/dm 3 ), słabozasadowe (ph od 7,5 do 8,1) i średniotwarde (twardość ogólna poniżej 6,5 mval/dm 3 ). Wody te generalnie zachowują II klasę czystości śródlądowych wód powierzchniowych. Całkowity zrzut wód odprowadzanych z odkrywki Bełchatów do cieków powierzchniowych wynosi średnio około 5,5 m 3 /s. Największy wpływ na jakość wód rzeki Widawki końcowego odbiornika wód kopalnianych - mają wypływy z osadników oraz zrzut Strugi Żłobnickiej, odprowadzającej wody ze studni barier północnych (N i A-1) zlokalizowanych w strefie oddziaływania mokrego składowiska popiołów Bagno Lubień. W pozostałych miejscach zrzutów, wody odprowadzane z systemu odwadniania odkrywki Bełchatów poprawiają wskaźniki jakości wód rzeki Widawki. Jakość wód odprowadzanych tzw. rowem zbiorczym z rejonu wysadu solnego Dębina wyraźnie odbiega wskaźnikami od ogółu wód zrzucanych przez system odwodnienia odkrywki Bełchatów. W latach zmiany średnich ważonych stężenia wskaźników zasolenia wód pompowanych przedstawiono na rysunkach W ogólnej objętości wód odprowadzanych z zachodniego przedpola odkrywki Bełchatów, w której zawierają się również wody z rejonu wysadu, nie obserwuje się zjawisk wskazujących na zagrożenia związane z oddziaływaniem wód pochodzących z bariery wysadu (rys. 6.4). 147

10 M. GOGACZ Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez... Występujące w rejonie odkrywki Szczerców wody (rys. 6.5) są słodkie (ilość substancji rozpuszczonych od 150 do 460 mg/dm 3 ), wodorowęglanowo wapniowe (HCO 3 Ca), sporadycznie wodorowęglanowo chlorkowo sodowo wapniowe (HCO 3, Cl Na, Ca), miękkie i średniotwarde (twardość ogólna 1,6 4,75 mval/dm 3 ), zasadowe (ph od 7,1 do 9,1). Wzrost mineralizacji i twardości wraz z głębokością występowania tych wód jest nieznaczny , , r. 2000r. 2001r. Rys Średnie ważone stężenie chlorków [mg/dm3] w rowie zbiorczym wysadu w latach Fig Weighted average concentration chlorides [mg/dm3] in the cumulative ditch of diapir in years ,1 18,3 30, r. 2000r. 2001r. Rys Średnie ważone stężenie siarczanów [mg/dm3] w rowie zbiorczym wysadu w latach Fig Weighted average concentration sulfates [mg/dm3] in the cumulative ditch of diapir in years

11 Rów nr 20 RZ.WIDAWKA WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie r. 2000r. 2001r. Rys Średnie ważone stężenie substancji rozpuszczonych [mg/dm 3 ] w rowie zbiorczym wysadu w latach Fig Weighted average concentration soluble substances [mg/dm 3 ] in the cumulative ditch of diapir in years Ogół wód podziemnych spełnia tu pod względem oznaczanych wskaźników jakości kryteria klasyfikacyjne II klasy czystości wód podziemnych, a należy jednocześnie zauważyć, że zawartość pierwiastków śladowych toksycznych i niepożądanych w nadmiernej ilości jest niższa od stężeń kryterialnych dla wód podziemnych I klasy czystości, czyli wód bardzo dobrej jakości. Generalnie wody pompowane przez system odwodnienia odkrywki Szczerców spełniają kryteria wód II klasy czystości dla wód śródlądowych powierzchniowych, a zrzucane bezpośrednio do rzeki Krasówki (a poprzez nią do Widawki), poprawiają jakość wód pierwszej z tych rzek. SKŁADOWISKO BAGNO-LUBIEŃ Str. Żłobnicka Osadnik Nr 3 Kanał Nr 6 Osadnik Nr 1 Rów wód brudnych Nr 3 Kanał Nr 7 GRANICA ODKRYWKI Kanał Nr 5 Rów nr 19 Rów nr 23 Rów wód brudnych nr1 Rów zbiorczy Rów nr 22 WYROBISKO Str. Aleksandrowska 2002 Rów nr 21 DNO Kanał Nr 4 Kanał Nr 3 Rów nr 24 ZWAŁOWISKO WEWNĘTRZNE Kanał nr 1 Zbiornik retencyjno-osadowy,,winek" Rz. Krasówka Kanał Nr 9 Kanał Nr 9 Kanał Nr 2 SKŁAD CHEMICZNY WÓD POMPOWANYCH Z SYSTEMU ODWODNIENIA POLA BEŁCHATÓW stan r. substancje rozpuszczone Ca 1mm2 = 1mg/dm3 Kanał Nr 2 Kanał Nr 2 Osadnik południowy cz. sedymentacyjna Osadnik południowy cz. roślinna Mg zawartość jonów w % mval/dm3 HCO3 SO4 Cl Na+K Rys Skład chemiczny wód z systemu odwodnienia Pola Bełchatów Fig Chemical constitution of waters from drainage system of Fild Bełchatów 149

12 Rów nr 1e-Sz Rów nr 2c-Sz R? w nr 1a-Sz Rów nr 2a -Sz M. GOGACZ Analiza jakości wód odprowadzanych do cieków powierzchniowych przez... Przeł. zach. rz. Krasówki Przełożenie półn. - wsch. rz. Krasówki Kanał nr 1-Sz 2002 Przełożenie wsch. rz. Krasówki Przełożenie półn. - wsch. rz. Krasówki Kanał nr 2-Sz Rów nr 1d-Sz Rów nr 1c-Sz Rów nr 1b-Sz Rów nr 1-Sz POLE SZCZERCÓW GRANICA ZŁOŻA Rów nr 2d-Sz Rów nr 2b-Sz Rów nr 2f-Sz R? w nr 2e-Sz Rów nr 3d-Sz Rów nr 2-Sz Rów nr 3c-Sz Rów nr 3-Sz SKŁAD CHEMICZNY WÓD POMPOWANYCH Z SYSTEMU ODWODNIENIA POLA SZCZERCÓW stan r. substancje rozpuszczone 1mm2 = 1mg/dm3 Róww nr 3b-Sz Róww nr 3a-Sz zawartość jonów w % mval/dm3 Ca Mg HCO3 SO4 Cl Na+K Rys Skład chemiczny wód z systemu odwodnienia Pola Szczerców Fig Chemical constitution of waters from drainage system of Fild Szczercow Całkowity średni roczny zrzut wód w 2002 roku w KWB Bełchatów wyniósł 10,02 m 3 /s i był mniejszy niż w roku 2001 o 0,60 m 3 /s (6%). W skali całego 2002 roku zrzuty wód z odwodnienia odkrywki Bełchatów stanowiły 53% wszystkich wód kopalnianych, wody z bariery wysadu solnego Dębina 2%, a zrzuty z odkrywki Szczerców 45% całego zrzutu wód. W ujęciu hydrograficznym w skali całego roku wody odprowadzane były do poszczególnych cieków w następujących proporcjach: 1,3 m 3 /s do Widawki powyżej zbiornika Słok (13%), 0,91 m 3 /s do Strugi Żłobnickiej (9%), 2,32 m 3 /s do Strugi Aleksandrowskiej (23%), 5,49 m 3 /s do Krasówki (55%). 7. Ochrona środowiska w zakresie ograniczenia wpływów odwadniania W Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów priorytetem dla odwodnienia obok podstawowej funkcji zapewnienia bezpieczeństwa pracy załogi i układów KTZ w wyrobiskach jest ochrona środowiska przyrodniczego i społecznego przed negatywnymi wpływami prowadzonych prac odwodnieniowych. W celu ograniczenia tych wpływów prowadzi się działania 150

13 WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie w następujących kierunkach: 1) budowa ujęć wodnych i sieci wodociągowych w rejonie powstałego wokół kopalni leja depresji jest to reakcja na niedostatek wód gruntowych dla potrzeb gospodarskich i socjalnych ludności, zamieszkującej w rejonie oddziaływania leja depresji, 2) monitoring rozwoju leja depresji, optymalizacja jego powierzchni, 3) oczyszczanie wód zabrudzonych (odwodnienie powierzchniowe) w osadnikach, 4) ochrona wód kopalnianych przed ujemnymi skutkami dopływu wód zasolonych. Wszystkie te zadania realizowane są z wyprzedzeniem, tak by wyeliminować lub ograniczyć rozmiar skutków prac odwodnieniowych i maksymalnie zmniejszyć uciążliwość odwadniania kopalni zarówno dla środowiska przyrodniczego jak i społecznego. Literatura [1] Instytut Chemii i Techniki Jądrowej: Opinia dot.: jakości wód podziemnych w rejonie Pola Szczerców oraz ich wpływu na środowisko w początkowej fazie odwadniania wkopu udostępniającego na podstawie wyników badania tła hydrochemicznego. [2] Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej oddział w Poznaniu 2002: Rocznik hydrologiczny i meteorologiczny obszaru oddziaływania odwodnienia KWB Bełchatów S.A. Dorzecze Widawki i Zlewnia Warty 2002 rok.. [3] Poltegor Projekt Sp. z o.o. Operat wodnoprawny na odwodnienie Zakładu Górniczego KWB Bełchatów Pole Bełchatów. [4] Poltegor Projekt Sp. z o.o. 2003: Eksploatacja i analiza systemu odwodnienia wgłębnego Pola Bełchatów wraz z barierą wysadu solnego. Cz. I. Eksploatacja etap 04 wraz z analizą i oceną odwadniania za okres od r. do r.. [5] Poltegor Projekt Sp. z o.o. 2003: Eksploatacja i analiza systemu odwodnienia wgłębnego Pola Szczerców. Cz. I. Eksploatacja etap 04 wraz z analizą i oceną odwadniania za okres od r. do r. [6] Poltegor Projekt Sp. z o.o : Projekty techniczne odwadniania wgłębnego i odwadniania powierzchniowego odkrywek Bełchatów i Szczerców z lat [7] Sołtyk W., Walendziak J., Owczarczyk A., Dobrowolski A. 2001: Badania i ocena chemizmu wód odprowadzanych z systemu odwodnienia O/Bełchatów i bariery ochronnej wysadu solnego do rzeki Widawki i ich wpływ na wody w rzece poniżej kopalni z uwzględnieniem wpływu składowisk popiołów i zwałowiska wewnętrznego. The analysis of the quality of waters from mining plant open pit brown coal Belchatow joint stock company off the surface waterways In the open pit brown coal Belchatow hydrogeology conditions are very difficult. For safety output of coal, it is necessary to make two kinds drainage systems: first (basic) system for underground waters (well s system), second (main) system for rest, precipitation waters (there are waters from working levels, which are high polluted). The all waters surface: underground directed to the rivers and the polluted ones are going first to the cleaning system with are specially sedimention plant s reservoirs and next to the rivers. Before the water gets to the river, it has to go through the canals where in some places made a control of water quality (chemical and biology control). In the all places open pit Belchatow has a high quality waters (first or second class). More difficult situation is with the salt diapir center part of deposit Belchatow. Around this diapir Belchatow s miners are doing specially ring of wells. Table water in this place is lower than table water from fields Belchatow and Szczercow. This solution permit it safety job for Belchatow s miners and safety life of a local population, because waters from open pit haven t got salt. 151 Przekazano: 25 marca 2004 r.