Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most na środowisko poprzez zmianę technologii składowania odpadów

Transkrypt

1 WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój Mat. Symp. str Paweł STEFANEK, Andrzej SERWICKI KGHM Polska Miedź S.A. Oddział Zakład Hydrotechniczny, Rudna Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most na środowisko poprzez zmianę technologii składowania odpadów Słowa kluczowe unieszkodliwianie odpadów, odpady zagęszczone, pasta, oddziaływanie na środowisko Streszczenie W artykule przedstawiono wybrane problemy związane ze zmianą technologii składowania odpadów powstających w takcie procesu produkcji miedzi na Obiekcie Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych Żelazny Most (OUOW ŻM). Początkowo nowa technologia będzie stosowana na dobudowywanym obiekcie Kwatera Południowa, a następnie zostanie wprowadzona na Obiekt Główny. Zmiana dotyczyć ma przejścia z obecnej technologii składowania odpadów na mokro na technologię składowania w postaci odpadów zagęszczonych w tym do konsystencji pasty. Zmiana technologii będzie skutkować znaczącym ograniczeniem oddziaływania obiektu na otoczenie, a także wpłynie na zwiększenie bezpieczeństwa obszarów sąsiednich. Zapory utrzymujące odpady to jedne z największych obiektów inżynierii geotechnicznej na świecie. Przy deponowaniu odpadów w postaci zagęszczonej, a zwłaszcza pasty, transport i układanie odpadów powoduje wykształcanie się stabilnych plaż co zwiększa bezpieczeństwo obiektu. Dodatkowo zostanie w znacznym stopniu zmniejszona ilość wody gromadzonej na obiekcie głównym, co będzie skutkowało ograniczeniem, a w konsekwencji brakiem możliwości przedostawania się wód zasolonych poza jego granice. Likwiduje to możliwość zanieczyszczenia okolicznych wód powierzchniowych, jak i gruntowych. Dodatkowo odpad zagęszczony po stosunkowo krótkim czasie, uzyskuje wytrzymałość pozwalającą na prowadzenie na nim robót ziemnych. Zwiększona stabilność odpadu umożliwi szybką rekultywację obszaru oraz brak konieczności stosowania dodatkowych zabiegów w celu zapewnienia jego stateczności. Zamknięty obiekt po przeprowadzeniu rekultywacji daje możliwość bezpiecznego użytkowania, a także zagospodarowania na inne cele. Dodatkowo obiekty, na których odpad składowany był w postaci zagęszczonej wykazują znaczną odporność na erozję w porównaniu do obiektów, gdzie odpad składowany był metodą tradycyjną. 394

2 P. STEFANEK, A.SERWICKI Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most 1. Wstęp KGHM Polska Miedź to globalna firma górnicza, której podstawowa działalność skupia się na produkcji miedzi i srebra. Firma jest właścicielem jednych z największych na świecie złóż metali, gwarantujących jej działanie przez kolejne dziesięciolecia. Działalność górnicza firmy w Polsce koncentruje się w trzech zakładach górniczych: Lubin, Polkowice oraz Rudna. Wydobyta ruda kierowana jest do Zakładów Wzbogacania Rudy (ZWR) znajdujących się przy każdej z kopalń. Po przejściu przez proces flotacji w ZWR pozostają odpady, które są transportowany rurociągami w postaci szlamu o zwartości objętościowej frakcji stałej na poziomie 7 9%. Odpady składowane są w Obiekcie Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych Żelazny Most (Rys. 2.1.). OUOW Żelazny Most jest jedynym miejscem deponowania odpadów z flotacji rud miedzi na terenie Zagłębia Miedziowego, co sprawia, iż jest on kluczowym ogniwem technologicznym warunkującym produkcję koncentratu miedziowego. Obiekt eksploatowany jest w sposób ciągły od 1977 r. i rozbudowywany poprzez sukcesywne podnoszenie rzędnych zapór. Rozbudowa odbywa się metodą do środka i ku górze upstream. Na podstawie obecnych pozwoleń wodno-prawnych obiekt może być eksploatowany do rzędnej korony zapór 180 m n.p.m. Przewiduje się, że poziom ten zostanie osiągnięty w roku 2016, co będzie odpowiadało maksymalnej objętości zgromadzonych w nim 620 mln m 3 odpadów. Zgodnie z prognozami produkcji do roku 2042 konieczne jest zapewnienie możliwości deponowania dalszych 314 mln m 3 odpadów. W związku z kończącą się pojemnością obiektu, od roku 2010 w KGHM Polska Miedź S.A. trwają prace mające na celu zapewnienie ciągłości produkcji. 2. Obecnie stosowana technologia Obecnie odpady na OUOW Żelazny Most deponowane są w postaci niezagęszczonej. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001r. w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. nr 112 poz.1206) odpady składowane na OUOW Żelazny Most posiadają kod odpady z flotacyjnego wzbogacania węgla inne niż wymienione w Odpady dostarczane są z Zakładów Wzbogacania Rudy za pomocą rurociągów magistralnych do rurociągów namywających, usytuowanych na koronie obiektu. Odpady o przeważającej zawartości frakcji piaskowej zrzucane są przy użyciu rur w 26 sekcjach rozmieszczonych radialnie. W trakcie grawitacyjnego spływu frakcja najgrubsza sedymentuje w okolicach korony zapory tworząc plaże, natomiast frakcja drobna wraz z wodą spływa do akwenu zlokalizowanego w centralnej części obiektu. Okres prowadzenia namywu na jednej sekcji nie przekracza zwykle 3 tygodni. W jego trakcie na plaży osadza się kilkudziesięciocentymetrowa warstwa odpadów. Po namyciu sekcję wyłącza się z użytku na okres 3 6 tygodni w celu umożliwienia odsączenia odpadów. Po tym okresie na sekcji znów może być prowadzony namyw do czasu wypełnienia sekcji. Po wypełnieniu i osuszeniu korona zapory jest nadbudowywana przy wykorzystaniu odpadów gruboziarnistych. Na nadbudowaną część zapory przekładane są rurociągi, a cała operacja powtarza się. Odpady, w których dominują łupki oraz skały węglanowe zrzucane są bezpośrednio do akwenu z rurociągów umieszczonych na pirsach. Woda z akwenu znajdującego się w centrum obiektu ujmowana jest za pomocą lewarów zlokalizowanych w wieżach ujęciowych oraz za pomocą ujęcia pływającego. Przy wykorzystaniu instalacji zlokalizowanych w wieżach oraz na dnie obiektu 395

3 WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój wodę odprowadza się do pompowni skąd tłoczona jest do Zakładów Wzbogacania Rud, gdzie jest ponownie wykorzystywana w procesie flotacji. Rys Widok "z lotu ptaka" na Obiekt Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych Żelazny Most". fot. archiwum KGHM O/ZH. Fig General view of Tailings Storage Facilities Zelazny Most. Photo archive of KGHM O/ZH. 3. Deponowanie odpadów w postaci zagęszczonej Ze względu na różnice w uziarnieniu, cechach mineralogicznych oraz reaktywności chemicznej rozróżnienia pomiędzy szlamem a pastą dokonuje się w oparciu o wytrzymałość odpadu na ścinanie. Literatura nie podaje jednoznacznych kryteriów. Przyjmuje się granicę, od której mówi się o paście na poziomie 200 ± 25Pa w punkcie wypływu. Pierwsze badania nad produkcją zagęszczonych odpadów prowadzone były przez dr E. Robinskyiego, a technologię zastosowano w 1973 r. w kopalni Kidd Creek w Kanadzie. Przez kolejne lata technologia uległa modyfikacji. Obecnie używany sprzęt umożliwia osiągnięcie bardzo dużego stopnia zagęszczenia. Stosowanie odpadów zagęszczonych wiąże się z wykorzystaniem odpowiedniej infrastruktury. Jej najważniejszym elementem jest zagęszczacz. Jego głównym zadaniem jest doprowadzenie do uzyskania pożądanej zawartości cząstek stałych w odpadzie na dnie zbiornika, przy utrzymaniu jak największej czystości wody ujmowanej górą. Główną częścią zagęszczacza jest radialny zbiornik o średnicy od kilkunastu do kilkuset metrów, wewnątrz, którego wokół osi porusza się kratownica mająca zazwyczaj oparcie na kolumnie zlokalizowanej w środku obiektu, a z drugiej strony na ścianach. Jej zadaniem jest transport zagęszczonego odpadu do punktu zbiorczego zlokalizowanego wewnątrz zbiornika (Rys. 3.1.). Zagęszczacze przez ostatnie lata przeszły znaczące zmiany głównie w związku z rozwojem substancji chemicznych flokulantów stosowanych do zagęszczania odpadów. Rozwój w obszarze chemii do zagęszczania odpadów doprowadził do znaczącego zwiększenia możliwości przerobowych przy minimalizowaniu rozmiarów instalacji. Technologia deponowania odpadów poflotacyjnych w postaci pasty zakłada wstępną segregację na frakcje grubo i drobnoziarniste, która zachodzi w hydrocyklonach. Segregacja odbywa się za pomocą 396

4 P. STEFANEK, A.SERWICKI Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most hydrocyklonów. Zagęszczenie pozostałej frakcji drobnoziarnistej odbywa się poprzez jej odwodnienie. Zakłada się, iż frakcja gruboziarnista posłuży do budowy zapór ograniczających oraz plaż nowego obiektu. Jako instalacje do zagęszczania odpadów stosuje się także filtry, które umożliwiają osiągnięcie przez odpady konsystencji możliwej do transportowania na taśmie. Rys Zagęszczacz służący do zagęszczania odpadów (fot. Outotec). Fig The thickener used for thickening of waste (phot. Outotec). Ze względu na bardzo duży wpływ czynników zewnętrznych na efekt końcowy procesu zagęszczania wymagane jest wykonanie specjalistycznych badań laboratoryjnych oraz budowa instalacji pilotażowej. Na proces zagęszczania odpadów szczególny wpływ mają (DHV Hydroprojekt 2012): stosunek ilości wody do frakcji stałej, kształt i uziarnienie frakcji stałej, obecność flokulantu, lepkość cieczy, temperatura, metoda aplikacji flokulantów, rodzaj urabiania odpadu w zagęszczaczu. 4. Ograniczenie filtracji wód zasolonych do środowiska W trakcie eksploatacji głębinowej miedzi dochodzi do intensywnego odwadniania górotworu. Wody kopalniane charakteryzujące się znacznym zasoleniem wraz z odpadem po procesie flotacji transportowane są w postaci szlamu na OUOW Żelazny Most. Na obiekcie podejmowany jest szereg działań mających na celu zapobieganie ich przedostawaniu się poza obręb składowiska. W celu przejmowania wód zasolonych na obiekcie funkcjonuje drenaż pierścieniowy, drenaże poziome stopy zapory podstawowej, rowy opaskowe oraz bariera studni drenażu pionowego. Celem stosowania drenaży na OUOW ŻM jest obniżenie krzywej filtracji w miejscu posadowienia do rzędnej jego usytuowania wysokościowego. Drenaż pierścieniowy składa się z czterech pięter, budowa kolejnego piętra jest każdorazowo uzależniona od długości ściany filtracyjnej. Drenaż stopy zapory podstawowej to drenaż funkcjonujący od początku istnienia Obiektu. Jego podstawowym zadaniem jest utrzymanie 397

5 WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój krzywej filtracji w miejscu posadowienia obiektu na rzędnej zbliżonej do wysokościowej bazy drenażu. Jednym z głównych elementów mających na celu ograniczenie filtracji zanieczyszczonych wód jest system 58 studni drenażu pionowego, zainstalowanych wokół obiektu. Bezpośredni kontakt zdeponowanych odpadów z podłożem rodzimym stwarza możliwość migracji słonych wód w kierunku przedpola. Od początku funkcjonowania obiektu obserwowane są zmiany pola hydrodynamicznego na przedpolu, a także w samej zaporze. Równolegle prowadzone są działania zapobiegawcze celem przechwytywania części wód przedostających się do cieków powierzchniowych. W KGHM Polska Miedź S.A. w trakcie podejmowania decyzji o lokalizacji nowego Obiektu przeprowadzano analizę możliwych miejsc i metod składowania odpadów. W celu wyboru metody najmniej wpływającej na środowisko, a jednocześnie ekonomicznie akceptowalnej KGHM Polska Miedź S.A. zleciło szereg badań i ekspertyz. Ostatecznie zdecydowano się na rozbudowę obiektu od strony południowej Kwatera Południowa. Na Kwaterze Południowej odpady deponowane będą w postaci zagęszczonej. Przewiduje się także stopniową zmianę technologii z tradycyjnej na zagęszczanie na obiekcie głównym (Rys. 4.1.). Przewiduje się, że deponowanie odpadów w postaci zagęszczonej będzie skutkowało znacznym zmniejszeniem wpływu obiektu na środowisko poprzez minimalizowanie ilości zasolonych wód gromadzonych wraz z odpadami (DHV Hydroprojekt 2013). Z doświadczeń na podobnych obiektach zlokalizowanych poza granicami Polski wynika, iż prawdopodobieństwo powstania zanieczyszczeń wiąże się jedynie z możliwością ługowania soli w masywie odpadów przez infiltrację wód opadowych (BHP Billiton 2009). Rys Koncepcja rozbudowy OUOW Żelazny Most powyżej rzędnej 180 m n.p.m. Sposób deponowania odpadów, za Australian Government Department of Resources Energy and Tourism (2007). Fig The koncept of development of OUOW Zelazny Most above the 180 m above sea level. The method of depositing waste, Australian Government Department of Resources Energy and Tourism (2007). 398

6 P. STEFANEK, A.SERWICKI Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most Na potrzeby zlecenia realizowanego przez PAN Analiza warunków filtracji w masywie odpadów OUOW Żelazny Most lokowanych w postaci pasty i technologią namywu przeprowadzano symulacje numeryczne na specjalnie do tego stworzonym trójwymiarowym modelu hydrogeologicznym (Rys. 4.2.). Model swoim zakresem obejmował obszar będący w strefie oddziaływania OUOW Żelazny Most i miał pokazać wpływ stosowanej technologii na wody podziemne i powierzchniowe. Wyniki wykazały, iż w przypadku dalszej eksploatacji obiektu z zastosowaniem technologii namywów trzeba będzie się liczyć z wystąpieniem znacznego zasolenia wód podziemnych. Mogłoby także dojść do zanieczyszczenia źródliskowej części potoku Żdżerowitej oraz Lipówka. Dodatkowo w przypadku kontynuacji działania przy braku zmian technologii możliwe byłoby występowanie lokalnych podtopień terenu. Rys Trójwymiarowy model hydrogeologiczny składowiska Żelazny Most - układ siatki i warstw modelu w ujęciu aksonometrycznym wygenerowany w środowisku GMS, za Świdziński i in. (2013). Fig Three dimensional, hydrological model Tailings Storage Facilities Zelazny Most grid layout and layers of the model on an axonometric generated in GMS, Świdziński et al. (2013). Na dzień dzisiejszy ilość infiltrującej wody określa się na poziomie 32 tys. m 3 /d. Z przeprowadzonych symulacji wynika, iż 99% całości wód infiltruje poprzez plaże natomiast około 2 tys wypływa na przedpole. Dla wariantu zakładającego wstrzymanie deponowania odpadów na Obiekcie Głównym po uzyskaniu rzędnej180 m n.p.m oraz ich deponowanie na terenie Kwatery Południowej w postaci zagęszczonej, w tym do konsystencji pasty, uzyskano wyniki wskazujące na zatrzymanie wypływu wód słonych na przedpola, poza system drenażu. Jak wskazują wyliczenia zmiana technologii składowania odpadów spowoduje 12 krotne zmniejszenie wielkości infiltracji wód przez plaże Obiektu Głównego. Dodatkowo wykazano, iż w związku ze zmianą technologii nastąpi kilkukrotne zmniejszenie wydatków drenaży i studni drenażowych. Po ponownym planowanym włączeniu obiektu głównego, około roku 2020 odpady deponowane będą w sposób mieszany, szacuje się ilość wód słonych przedostających się na przedpola na około 400 m 3 /d, co jest wartością kilkukrotnie mniejszą 399

7 ZAWARTOŚĆ WODY [m 3 ] WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój niż obecnie. Wartość ta będzie systematycznie spadać wraz z upływem czasu. Dzieje się tak w związku ze wstępnym wyeliminowaniem wody z odpadu przed jego zdeponowaniem. Gęstość obecnie deponowanych odpadów metodą namywu wynosi 1,15, a przewiduje się, iż po zagęszczeniu będzie to wartość na poziomie 1,7 dla frakcji gruboziarnistej oraz 1,6 dla frakcji drobnoziarnistych. Zmiana technologii ograniczy do minimum rozpływ zasolonych wód na przedpola obiektu (Świdziński i in. 2013). Zależność ilości wody zawartej w odpadzie od jego gęstości przedstawiono na Rys Rys Zawartość wody w odpadzie w zależności od jego gęstości, za Jawell i Fourie (2002). Fig The water kontent in the waste depending on density (Jawell, Fourie 2002). 5. Bezpieczeństwo Obiektu 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 GĘSTOŚĆ ODPADÓW [t/m 3 ] OUOW Żelazny Most to jeden z najlepiej uzbrojonych pod względem aparatury monitorującej obiekt na świecie. Rozbudowa OUOW Żelazny Most prowadzona jest z wykorzystaniem metody obserwacyjnej, która zakłada równoczesne prowadzenie badań i obserwacji przy użyciu rozbudowanego systemu monitoringu oraz projektowanie, budowę i eksploatację obiektu (Stefanek i in. 2013). Uzyskiwane dane analizowane są przez KGHM Polska Miedź S.A., a także przez inne instytucje, firmy oraz ośrodki badawcze, dla których dane są podstawą do przygotowywania ekspertyz na potrzeby funkcjonowania obiektu, a także opracowywania projektów wykonawczych. Metoda obserwacyjna pozwala na uwzględnienie wyników monitoringu w procesie projektowania i sprawia, że budowa i eksploatacja Obiektu prowadzona jest w sposób bezpieczny i zapobiegający negatywnemu oddziaływaniu na środowisko. W obszarach związanych z dalszymi kierunkami rozwoju składowiska, szczególnie ważna jest opinia Zespołu Ekspertów Międzynarodowych (ZEM) uczestniczących w procesie rozbudowy OUOW od 1992r. W skład zespołu wchodzą: prof. Michele Jamiołkowski, dr W. David Carier, prof. Richard J. Chandler oraz prof. Kaare Hoeg. Naukowcy w trakcie cyklicznych spotkań opiniują oraz zatwierdzają plany związane ze stałą rozbudową obiektu. Monitoring stosowany na OUOW Żelazny Most spełnia dwie zasadnicze funkcje: monitoring badawczy traktowany jako narzędzie wspomagania metody obserwacyjnej, monitoring ostrzegawczy jego zadaniem jest wczesne wykrywanie zjawisk mogących niekorzystnie wpłynąć na bezpieczeństwo otoczenia. 400

8 P. STEFANEK, A.SERWICKI Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most Na obiekcie zastosowano trzy rodzaje monitoringu: monitoring geodezyjny, geotechniczny a także hydrotechniczny: monitoring geodezyjny obejmuje punkty kontrolne powierzchniowe, repery wgłębne i wciskane, inklinometry, szczelinomierze, monitoring geotechniczny i hydrotechniczny obejmuje piezometry otwarte oraz strunowe przetworniki ciśnienia, inne elementy systemu monitoringu- stacja meteorologiczna oraz stacje sejsmiczne. W świetle prowadzonych badań oraz analiz wysunięto wnioski, iż dalsze podnoszenie wysokości obiektu ponad 185 m n.p.m przy obecnie stosowanej technologii bez zapewnienia kilkuletniej przerwy w użytkowaniu, może zagrażać jego bezpieczeństwu. Rysunek 5.1. przedstawia poprzeczny przekrój zapory obiektu. Zgodnie z opiniami wyrażanymi przez ZEM, w związku z pomiarami geodezyjnymi jak i głębokich inklinometrów, wskazano na możliwość wstrzymania deponowania odpadów po osiągnięciu 185 m n.p.m. Taka opinia związana jest z tym, iż zarówno pomiary głębokich inklinometrów jak i pomiary geodezyjne wskazują na przemieszczenia poziome, które koncentrują się w głębokim podłożu zapory. Fakt ten w połączeniu z występowaniem wysokich ciśnień wody w porach iłów plioceńskich i soczewkach wywołanych narastającymi naprężeniami może w przyszłości spowodować potencjalne zagrożenie dla stateczności zapory. W związku z koniecznością wstrzymania deponowania odpadów na obecnym obiekcie, w trakcie poszukiwania nowej lokalizacji, postanowiono, iż nowa technologia ma spełniać wyższe wymagania od dotychczas stosowanej metody pod względem oddziaływania na środowisko (DHV Hydroprojekt 2013). Rys Przekrój poprzeczny przez zaporę OUOW Żelazny Most (DHV Hydroprojekt 2013). Fig Cross section through the Tailings Storage Facilities Zelazny Most (DHV Hydroprojekt 2013). Dla technologii składowania odpadów w postaci zagęszczonej, niebezpieczeństwo jak i skutki wystąpienia awarii są nieporównywalnie mniejsze niż w przypadku, gdy odpad składowany jest na mokro. Jest to związane z lepszymi parametrami wytrzymałościowymi, które cechują odpady zagęszczone (Rys. 5.2.). 401

9 WYTRZYMAŁOŚC ODPADÓW NA ŚCINANIE [Pa] WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój Rys Zależność wytrzymałości odpadów na ścinanie od zawartości frakcji stałej w odpadach (Jawell, Fourie 2002). Fig Dependence of shear strenght of solids content in the waste (Jawell, Fourie 2002). Dodatkowo brak występowania akwenu na środku zbiornika znacznie zmniejsza rozmiar ewentualnych szkód powstałych w wyniku potencjalnego wystąpienia awarii. Z dotychczasowej historii katastrof wynika, iż to właśnie akwen umieszczony ponad poziomem terenu jest głównym czynnikiem powodującym zniszczenia w przypadku utraty stateczności zapór (Jawell, Fourie 2002). 6. Pylenie ZAWARTOŚĆ FAZY SATAŁEJ [%] Ze względu na dużą przepuszczalność odpadów gromadzonych na składowisku dochodzi do ich przesuszania, co sprzyja podatności na pylenie. W związku z bliską lokalizacją terenów zamieszkałych przez ludzi, w celu ograniczenia pylenia podejmowanych jest szereg działań: deszczownie eksploatowane w okresach o prognozowanych dużych prędkościach wiatru. W okresach bezdeszczowych o dużym nasłonecznieniu włączana jest deszczownia, która z jednego stanowiska może zraszać obszar plaż o szerokości ponad 100 m i długości 1 km. kurtyna wodna instalacja ma zapobiegać emisji frakcji pylastych z powierzchni plaż szczególnie w okresie formowania zapory, kiedy dochodzi do przemieszczania odpadów, a jednocześnie brak jest możliwości stabilizacji plaż przy użyciu emulsji asfaltowej. stabilizacja plaż przy użyciu emulsji asfaltowej, która rozpylana jest w sposób systematyczny i planowy nad powierzchnią plaż przy użyciu helikoptera. rekultywacja biologiczna skarp prowadzona jest przez pokrywanie biologiczne skarp warstwą humusu i obsiewanie mieszanką traw szybko-porostowych. Dodatkowo brzegi skarp, które narażone są na erozję wodną wzmocnione są przez darniowanie. Bardzo dobre wyniki uzyskano testując na skarpach nową metodę hydroobsiewu, która od 2009 r. stanowi metodę uzupełniającą darniowanie. Do głównych powodów pylenia odpadów możemy zaliczyć (Instrukcja): wyniesienie powierzchni ponad sąsiadujący teren, swobodny przepływ mas powietrza nad obiektem, ciągłe prace ziemne związane z bieżącym utrzymywaniem obiektu. 402

10 P. STEFANEK, A.SERWICKI Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most Analizując dotychczasowe doświadczenia podmiotów stosujących zagęszczanie odpadów nie da się jednoznacznie określić, czy stosowanie nowej technologii wpłynie znacząco na redukcję pylenia. W przypadku, gdyby okazało się, że pylenie w dalszym ciągu występuje wymienione metody stabilizacji odpadów będą w dalszym ciągu stosowane i przystosowywane do nowych warunków. Możliwość regulacji parametrów frakcji, z której będą budowane plaże daje możliwość zredukowania ilości frakcji pylastej zalegającej na plażach, co powinno skutecznie wpłynąć, a nawet wyeliminować pylenie z obszaru Obiektu (Jawell, Fourie 2002). 7. Rekultywacja terenu Eksploatacja podziemna prowadzi do wytwarzania znacznych ilości odpadów, które w większości przypadków składowane są na powierzchni terenu, gdzie pozostają długo po tym jak działalność górnicza zostanie zakończona. Firmy górnicze, jako tymczasowi użytkownicy terenu, po zakończonej działalności powinny zwrócić jak największe obszary nadającego się do bezpiecznego wykorzystania w innych celach. Likwidacja kopalń wymusza naprawę skutków prowadzonej eksploatacji. Jest to czynnością bardzo złożoną i kosztowną. Do głównych zagrożeń jakie może stwarzać obiekt nawet długo po tym, jak został wyłączony z użytkowania możemy zaliczyć: utratę stateczności, zanieczyszczenie wód gruntowych oraz powierzchniowych, zanieczyszczenie gleb, zanieczyszczenie powietrza. Plan zamknięcia obiektów powinien zapewniać długoterminową stateczność, bezpieczeństwo oraz brak emisji substancji szkodliwych do środowiska. Rewitalizacja obszarów, na których składowane były odpady to często jeden z najtrudniejszych i najbardziej czasochłonnych procesów związanych z zakończeniem działalności górniczej. W wielu krajach instytucje rządowe wymagają by firmy prowadzące działalność górniczą posiadały odpowiednie zabezpieczenia finansowe pozwalające na pokrycie kosztów związanych z rekultywacją terenu po zakończeniu działalności. Tego typu zabezpieczenia są powszechne w Kanadzie, Australii, Japonii, Południowej Afryce i wielu innych krajach. Stosowanie zabezpieczeń często jest jedynym sposobem zapewnienia społecznościom lokalnym tego, iż po zakończonej działalności będzie możliwość sfinansowania rekultywacji obiektu tak by nie stanowił on zagrożenia dla okolicznych mieszkańców i środowiska (Rys. 7.1.) (Australian Government Department of Resources Energy and Tourism 2007). 403

11 WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój Rys Przykład dobrze wykonanej rekultywacji: Obiekt Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych Gilów, fot. archiwum KGHM O/ZH. Fig Example of a remediation: Tailings Storage Facilities Gilow, photo archive KGHM O/ZH. Obecnie światowe trendy wskazują na technologię deponowania odpadów w postaci zagęszczonej ze względu na niższe koszty rekultywacji, stosunkową łatwość jej przeprowadzenia oraz większe bezpieczeństwo rozumiane jako długoterminowa stateczność obiektu. Dodatkowo, szybkie uzyskiwanie odpowiedniej wytrzymałości przez zagęszczone odpady pozwalającej na poruszanie się ludzi i sprzętu, a także brak akwenu daje możliwość stosunkowo wczesnego prowadzenia robót. W związku z tym rekultywacja obiektów może nastąpić zaraz po zakończeniu użytkowania obiektu. Obiekty zbudowane z odpadów zagęszczonych eliminują wiele zagrożeń, które występują na obiektach formowanych w sposób tradycyjny (Tabela 7.1.) (Australian Government Department of Resources Energy and Tourism 2008). Tabela 7.1. Porównanie składowania odpadów w formie zagęszczonej i na mokro. Table 7.1. Comparison of waste storage in the form of compact and wet conditions. Aspekt Odpady zagęszczone Odpady składowane metodą tradycyjną Zanieczyszczenie wód Minimalne lub brak Znaczne Ilość robót wymaganych dla zapewnienia długoterminowej Minimalne lub brak Potencjalnie znaczące- dotyczy zwłaszcza obwałowań stateczności obiektu Odporność na erozję Duża Niska, możliwość zwiększenia poprzez humusowanie Możliwość przystąpienia do humusowania i zalesiania Niemalże zaraz po zakończeniu eksploatacji Z opóźnieniem, dodatkowy problem istnienia akwenu na środku obiektu 404

12 P. STEFANEK, A.SERWICKI Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most W związku z zastosowaniem technologii zagęszczania odpadów przed ich wcześniejszym zdeponowaniem obszar, na którym będą składowane ulega dodatkowo zmniejszeniu. Wiąże się to z możliwością osiągnięcia przez odpady większej gęstości po procesie zagęszczania. Lepsze parametry wytrzymałościowe sprawiają, iż odpad może być bezpiecznie składowany w wyższych Obiektach, tym samym zmniejszając zajmowaną powierzchnię. 8. Podsumowanie Na podstawie doświadczeń podmiotów stosujących składowanie odpadów w postaci zagęszczonej można powiedzieć, iż wybór nowej technologii wpłynie znacznie na redukcję oddziaływania OUOW Żelazny Most na środowisko. W KGHM Polska Miedz S.A. zlecono wykonanie wielu badań, ekspertyz oraz analiz w celu wskazania kierunków rozwoju oraz weryfikacji już podjętych działań. Na podstawie wstępnie przyjętych parametrów uzyskano wyniki mówiące o znacznej redukcji filtracji zasolonych wód przedostających się na przedpole obiektu, w tym o możliwości czasowego lub nawet stałego wyeliminowania tego zjawiska. Zmiana technologii pozwoli w przyszłości na bardzo szybkie rozpoczęcie rekultywacji terenu w momencie wyłączenia go z użycia. Dodatkowo brak akwenu na środku obiektu, a także lepsze parametry wytrzymałościowe zagęszczonych odpadów sprawią, iż praktycznie całkowicie wyeliminowana zostanie możliwość powstania awarii, która mogłaby zagrozić lokalnej społeczności i środowisku. Ze względu na złożoność procesu zagęszczania odpadów i dużej wrażliwości na czynniki zewnętrzne, dokładne określenie parametrów jakie będzie miał uzyskany materiał na podstawie analizy teoretycznej nie jest możliwe. Obecnie trwają badania laboratoryjne, które dokładnie określą ilościowe korzyści płynące ze zmiany technologii deponowania odpadów w postaci zagęszczonej, w tym do konsystencji pasty. Literatura [1] Australian Government Department of Resources Energy and Tourism, Leading practice suitable development program for the mining industry 2008: Risk Assessment and Management, [2] Australian Government Department of Resources Energy and Tourism, Leading practice suitable development program for the mining industry 2007: Tailings Management, [3] BHP Billiton 2009: Tailings storage facility design report, [4] DHV Hydroprojekt 2012: Rozbudowa OUOW Żelazny Most powyżej rz. 180 m n.p.m. Transport i deponowanie odpadów zagęszczonych w OUOW Żelazny Most, Kwatera Południowa studium techniczne, Hydroprojekt DHV Group, Warszawa, [5] DHV Hydroprojekt 2013: Kwatera Południowa Projekt budowlany wstępny. [6] DHV Hydroprojekt 2013: Projekt wstępny Obiekt Główny Projekt budowlany zamienny. [7] Instrukcja eksploatacji do rz. 180 m npm. [8] Jawell R.J., Fourie A.B. 2002: Paste and Thickened Tailings: A Guide. Australian Centre for Geomechanics. [9] Stefanek P., Romaniuk D., Sorbjan P. 2013: Zastosowanie metody obserwacyjnej przy bezpiecznym wznoszeniu budowli geotechnicznych na przykładzie Obiektu Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych Żelazny Most. Czasopismo Naukowo-Techniczna Górnictwa Rud Cuprum [10] Świdziński W., Maciejewski S., Walter A. 2013: Analiza warunków filtracji w masywie odpadów OUOW Żelazny Most lokowanych w postaci pasty i technologią namywu. IBW PAN, Gdańsk, (praca niepublikowana). 405

13 WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo człowiek środowisko: zrównoważony rozwój Reduction of environmental impact of Żelazny Most Tailings Storage Facility Key words thickened tailings disposal, paste Summary The article shows prediction of reduction of environmental impact of Żelazny Most Tailings Storage Facility (TSF). Expectations of reduction of impact of TSF are due to change of method of tailings disposal. The Żelazny Most (TSF) is only site for the deposition of tailings generated during the flotation process of copper ore in KGHM Polska Miedz S.A.. Żelazny Most TSF is one of the largest facilities of this kind in the world and biggest in Europe. According to current permits, the Żelazny Most TSF will be raised up to the elevation of 180 m asl which results in the ability to store 620,000,000 m 3 of tailings by Nowadays tailings from ore enrichment plants (OEP) are being delivered by a pipeline to the Żelazny Most TSF. Tailings are being stored as a mixture of water and crushed rocks. The solid particles sediment at the bottom and the clarified water is returned to the ore enrichment plant. Permit limitation indicate a need to create additional storage capacity. New destination for tailings disposal was chosen next to old TSF and it s called Southern Extension. After several studies KGHM Polska Miedz S.A. decided to choose thickened tailings disposal. According to calculation and simulation KGHM predicts reduction of seepage, water erosion, wind erosion, dust generation, reclamation and closure costs. 406