Andrzej KOTYRBA, Adam FROLIK, Łukasz KORTAS, Sławomir SIWEK Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Podobne dokumenty
Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły-Młyna (woj. Kujawsko-Pomorskie)

Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły-Młyna (województwo Kujawsko-Pomorskie)

RACOWNIA DOKUMENTACJI HYDROGEOLOGICZNYCH mgr Piotr Wołcyrz, Dąbcze, ul. Jarzębinowa 1, Rydzyna

Lokalizacja: ZAKŁAD SIECI i ZASILANIA sp. z o.o Wrocław, ul. Legnicka 65 tel. 71/ biuro@zsiz.pl.

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA. Temat: Kanalizacja sanitarna we wsiach Godzikowice, Ścinawa Polska, Ścinawa (gm. Oława)

GEOTEKO Serwis Sp. z o.o. OPINIA GEOTECHNICZNA DLA PROJEKTU PŁYTY MROŻENIOWEJ LODOWISKA ODKRYTEGO ZLOKALIZOWANEGO PRZY UL. POTOCKIEJ 1 W WARSZAWIE

HYDRO4Tech PROJEKTY, OPINIE, EKSPERTYZY, DOKUMENTACJE BADANIA GRUNTU, SPECJALISTYCZNE ROBOTY GEOTECHNICZNE, ODWODNIENIA

GeoPlus Badania Geologiczne i Geotechniczne. Dr Piotr Zawrzykraj Warszawa, ul. Alternatywy 5 m. 81, tel ,

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA PODŁOŻA GRUNTOWEGO

ZAKŁAD PROJEKTOWO HANDLOWY DOKUMETACJA WARUNKÓW

SPIS TREŚCI. 1.Wstęp 2.Charakterystyka terenu prac 3.Warunki gruntowe i wodne w podłożu 4.Uwagi końcowe. Załączniki tekstowe

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inż. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23,tel

OPINIA GEOTECHNICZNA I DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

OPINIA GEOTECHNICZNA

Dokumentacja geotechniczna warunków gruntowo wodnych dla potrzeb posadowienia obiektów budowlanych

Miasto Stołeczne Warszawa pl. Bankowy 3/5, Warszawa. Opracował: mgr Łukasz Dąbrowski upr. geol. VII Warszawa, maj 2017 r.

DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Z OPINIĄ GEOTECHNICZNĄ

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA określająca warunki gruntowo - wodne w rejonie projektowanej inwestycji w ulicy Tatrzańskiej w Wałbrzychu

BADANIA GRAWIMETRYCZNE

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA

Miejscowość: Ostrówek Gmina: Klembów Powiat: Wołomiński. Zleceniodawca: Opracowanie: Hydrotherm Łukasz Olszewski. mgr inż.

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA ORAZ DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

Spis treści. strona 1

Inwestor: Gmina Gostycyn ul. Bydgoska 8, Gostycyn

OPINIA GEOTECHNICZNA określająca warunki gruntowo - wodne w rejonie projektowanej inwestycji w ulicy Tunelowej w Wałbrzychu

Opinia geotechniczna dla projektowanej budowy odcinka kanalizacji sanitarnej w rejonie ul. Borowinowej i ul. Leśnej w Bieruniu Starym

WSTĘPNE ROZPOZNANIE WARUKÓW GRUNTOWO-WODNYCH DLA POTRZEB PLANOWANEGO CMENTARZA W MIEJSCOWOŚCI STAWIN (działka nr 22/1 )

Opinia geotechniczna nt:

ZAŁ. NR 1 Mapa orientacyjna obszaru badań. obszar badań

OPINIA GEOTECHNICZNA DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO do projektu sieci kanalizacji sanitarnej w ul. Mickiewicza w Garwolinie

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA PODŁOŻA GRUNTOWEGO badania podłoża gruntowego w związku z projektowaną budową ulicy Tęczowej w m.

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA do projektu budowy domu jednorodzinnego w Dębe Wielkie obręb Dębe Wielkie, dz. ew. 1537

DOKUMENTACJA BADAO PODŁOŻA GRUNTOWEGO WRAZ Z OPINIĄ GEOTECHNICZNĄ

OCENA WARUNKÓW GRUNTOWO WODNYCH DLA PROJEKTOWANEJ KANALIZACJI W PRĄDNIKU KORZKIEWSKIM GMINA WIELKA WIEŚ POWIAT KRAKÓW

ZAGADNIENIA EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOLOGICZNA ZAKŁAD PROJEKTOWY. Przebudowa nawierzchni gruntowej. Projekt zagospodarowania terenu

Dokumentacja geotechniczna dla dojazdu wraz z parkingiem do inwestycji na rogu ul. Kościuszki i Al. Wojska Polskiego w Pruszkowie.

DOKUMENTACJA BADAO PODŁOŻA GRUNTOWEGO WRAZ Z OPINIĄ GEOTECHNICZNĄ

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

GEOWIERT. geotechniczna

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA

Lokalizacja: Jabłowo, gmina Starogard Gdański powiat Starogardzki; Oczyszczalnia Ścieków. mgr inż. Bartosz Witkowski Nr upr.

Kielce, lipiec 2006 r.

Opinia określająca warunki geotechniczne. pod budowę nowej nawierzchni drogi. w miejscowości Leboszowice, w woj. śląskim

OPINIA GEOTECHNICZNA dla zadania Budowa kanalizacji grawitacyjnej wraz z przyłączami w miejscowości GRODZISK WIELKOPOLSKI rejon ul. Górnej, os.

Karta rejestracyjna terenu zagrożonego ruchami masowymi Ziemi

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ GEOTECHNICZNYCH

OPINIA GEOTECHNICZNA PROJEKTANTA:

PRACOWNIA GEOLOGICZNA Tomasz Rokicki Kuniów 45, Kluczbork tel

OPINIA GEOTECHNICZNA

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA

Porównanie krajobrazu geologicznego oraz pogórniczego Łuku Mużakowa i Wzniesień Żarskich

Zleceniodawca: SILESIA Architekci ul. Rolna 43c Katowice. Opracował:

Dokumentacja geotechniczna dla posadowienia kanalizacji sanitarnej w miejscowościach Nierada, Bargły, Michałów

OPINIA GEOTECHNICZNA. OPINIA GEOTECHNICZNA z dokumentacji badań podłoża gruntowego na dz. nr 41, obręb 073 przy ulicy Roberta de Plelo w GDAŃSKU

1. Wstęp 2. Położenie oraz charakterystyka projektowanej inwestycji 3. Zakres prac 4. Warunki gruntowo- wodne 5. Wnioski i zalecenia

OPINIA GEOTECHNICZNA

Opinia geotechniczna dla działek zlokalizowanych przy ul. Kolejowej w Konstancinie-Jeziornie

Dokumentacja geotechniczna dla posadowienia kanalizacji sanitarnej w ul. Asnyka w Częstochowie (odcinek od ul. Limanowskiego do ul.

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Lewin Brzeski, ul. Kościuszki 1 zagospodarowanie targowiska. GEOWIERT Usługi Geologiczne

Opinia geotechniczna. dla projektowanej budowy Parku Wodnego w Częstochowie przy ul. Dekabrystów. Sp. z o.o.

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA dla potrzeb projektu przebudowy drogi powiatowej nr 2151K polegającej na budowie chodnika z odwodnieniem w m.

Krzysztof JAKIEL, Janusz MADEJ, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Opinia dotycząca warunków geotechnicznych w związku z projektowanym remontem ulicy Stawowej w Rajsku gmina Oświęcim.

Ekspertyza geologiczna

GeoPlus Badania Geologiczne i Geotechniczne. Dr Piotr Zawrzykraj Warszawa, ul. Alternatywy 5 m. 81, tel ,

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A D l a p o t r z e b u s t a l e n i a g e o t e c h n i c z n y c h w a r u n k ó w p o s a d o w i e n i a

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA DOTYCZĄCA WARUNKÓW GRUNTOWO- WODNYCH W STREFIE PROJEKTOWANEJ MODERNIZACJI I BUDOWY DRÓG W MIEJSCOWOŚCI MARYSIN GMINA LESZNOWOLA

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

EMISJA GAZÓW CIEPLARNIANYCH Z NIECZYNNEGO SZYBU - UWARUNKOWANIA, OCENA I PROFILAKTYKA

OPINIA GEOTECHNICZNA określająca warunki gruntowo - wodne w rejonie projektowanej przebudowy odcinka ulicy Ch. De Gaulle a w Wałbrzychu

Opinia geotechniczna dla koncepcji zagospodarowania terenu na działkach nr 1908/4 i 1908/5 w Ustce SPIS TREŚCI

Spis treści. Załączniki. Mapa dokumentacyjna w skali 1:500 zał. 1 Profile otworów w skali 1:100 zał. 2 Przekrój geotechniczny zał.

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA

OPINIA GEOTECHNICZNA


Dokumentacja geotechniczna

SPIS TREŚCI SPIS ZAŁĄCZNIKÓW GRAFICZNYCH

OPINIA GEOTECHNICZNA dla projektowanej przebudowy drogi w Łuczynie (gm. Dobroszyce) działki nr 285, 393, 115, 120

P R Z E D S IĘBIORSTWO G E O L O G I C Z N E

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA dla projektu przebudowy drogi w m. Nowa Wieś gmina Kozienice

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

SPIS TREŚCI: SPIS ZAŁĄCZNIKÓW:

Fundamentowanie. Odwodnienie wykopu fundamentowego. Ćwiczenie 1: Zakład Geotechniki i Budownictwa Drogowego

Transkrypt:

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Mat. Symp. str. 192 207 Andrzej KOTYRBA, Adam FROLIK, Łukasz KORTAS, Sławomir SIWEK Główny Instytut Górnictwa, Katowice Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły - Młyna (województwo Kujawsko-Pomorskie) Słowa kluczowe Stare kopalnie, węgiel brunatny, zagrożenia zapadliskowe, badania geologiczne i geofizyczne Streszczenie W artykule przedstawiono analizę warunków geologiczno-górniczych na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w miejscowości Piła Młyn w Gminie Gostycyn (województwo Kujawsko-Pomorskie, powiat Tucholski). Pod koniec XIX i w I połowie XX wieku w dolinie rzeki Brdy intensywną eksploatację złoża węgla brunatnego prowadziło kilka kopalń. Obecnie na części terenów pokopalnianych zlokalizowano osiedle domów jednorodzinnych. Powstanie w roku 2006 zapadliska powierzchni zaniepokoiło mieszkańców. W konsekwencji tego zdarzenia w latach 2008-2009 na terenie osiedla przeprowadzono badania geofizyczne i geologiczne. Ich celem było rozpoznanie warunków geologicznogórniczych i geologiczno-inżynierskich związanych z występowaniem w górotworze pustek po eksploatacji węgla oraz określenie zagrożeń dla użytkowników powierzchni. 1. Wstęp Podziemne górnictwo węgla brunatnego było i jest rzadkie w skali krajowej. W rejonie miejscowości Piła-Młyn k/gostycyna prowadzono w przeszłości podziemną eksploatację pokładów węgla brunatnego do głębokości około 80 m ppt. Złoże węgla brunatnego zalega w zaburzonych glacitektonicznie osadach mioceńskich (trzeciorzęd) i ma budowę wielopokładową. Strop złoża przykryty jest osadami plejstocenu o zmiennej grubości (od kilku do kilkunastu metrów). Tereny dawnych kopalń usytuowane są na południowym obrzeżu parku krajobrazowego Bory Tucholskie. W niedalekiej odległości od osiedla Leśnego w Pile płynie rzeka Brda, która wcina się tu na kilkanaście metrów w podłoże odsłaniając osady miocenu. Wcięcie rzeki w utwory podłoża umożliwiło w przeszłości odkrycie złóż. Pokłady węgla odsłaniały się w brzegach doliny, co umożliwiało ich eksploatację przez okoliczną ludność. Utworzenie zalewu Koronowskiego spowodowało podniesienie zwierciadła wody w Brdzie. Wyrobiska górnicze, w tym sztolnie odwadniające, wykonane ze skarp brzegowych rzeki znalazły się pod wodą. 192

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... Część terenów dawnych kopalń w planie zagospodarowania przestrzennego gminy przeznaczono na budownictwo mieszkaniowe. W wyniku tych decyzji powstało osiedle domów jednorodzinnych nazwane Leśne. Osiedle położone jest wśród lasów w odległości kilku kilometrów od głównych zabudowań Gostycyna, przy drodze prowadzącej do miejscowości Piła-Młyn (rys. 1.1). Pogórnicze pustki oraz antropogeniczne zaburzenia struktury warstw geologicznych stwarzają zagrożenie powierzchni deformacjami oraz uszkodzeniami budynków. Celem prac było rozpoznanie i ograniczenie zagrożeń geologiczno-górniczych związanych z występowaniem pustek w górotworze po podziemnej eksploatacji węgla brunatnego, na terenie osiedla o powierzchni około 6,6 ha. Rys. 1.1. Lokalizacja osiedla Leśnego na zdjęciu satelitarnym (zumi.pl) Fig. 1.1. Location of Leśne settlement on satellite photograph (zumi.pl) W pierwszym etapie prac badawczych teren osiedla objęty został badaniami geofizycznymi (Kotyrba, Frolik, Kortas, Siwek 2008). Prace miały na celu rejonizację obszarów, w których mogą utrzymywać się pustki genezy górniczej oraz rozluźnienia struktury warstw geologicznych. Podstawową metodą badań były pomiary grawimetryczne, wykonane na założonej w terenie siatce punktów. Uzupełniono je kilkoma sondowaniami elektrooporowymi dla określenia modelu budowy geologicznej przypowierzchniowych warstw podłoża. Interpretację wyników pomiarów geofizycznych dowiązano do obserwacji terenowych, archiwalnych danych o warunkach geologicznych i dokonanej eksploatacji zgromadzonych 193

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie przez Stowarzyszenie Buko oraz informacji uzyskanych od mieszkańców osiedla i pracowników Urzędu Gminy w Gostycynie. Drugi etap prac badawczych obejmował badania geologiczne. W projekcie prac geologicznych (Frolik, Kotyrba, Kortas, Siwek 2009) zaproponowano wykonanie w miejscach największych anomalii gęstości objętościowej 11 otworów wiertniczych do głębokości 20 m oraz w przypadku stwierdzenia pustek wypełnienie ich poprzez zatłoczenie do otworów mieszaniny podsadzającej. 2. Budowa geologiczna złoża węgla brunatnego Pod względem geomorfologicznym omawiany rejon położony jest w dolinie rzeki Brdy stanowiącej mezoregion Pojezierza Pomorskiego. Złoże węgla brunatnego eksploatowano nad rzeką Brdą. Rzeka przepływa w odległości około 100 m na wschód i około 150 m na południe od osiedla Leśnego, natomiast około 450 m na północny zachód znajduje się jezioro Szpitalne (rys. 1.1). Powierzchnia terenu jest stosunkowo płaska, położona na rzędnej zbliżonej do 100 m npm. W pobliżu rzeki i jeziora teren stromo opada do rzędnych około 88,0 m npm - przy jeziorze Szpitalnym oraz do 80,0 m npm - w dolinie Brdy. Warunki geologiczne i hydrogeologiczne zalegania złoża charakteryzuje przekrój geologiczny opracowany na podstawie badań dr Scharfa z 1944 roku (rys. 2.1). Biegnie on około 150-200 m na północ od drogi Gostycyn Piła, która stanowi granicę osiedla Leśnego. Rys. 2.1. Przekrój geologiczny złoża na kierunku W-E wg. Scharfa Fig. 2.1. Geological cross section in W-E line according to Scharf R Złoże węgla brunatnego występuje w osadach neogenu (miocen) dawniej górny okres trzeciorzędu, w jego nadkładzie zalegają utwory plejstocenu. Miocen (Neogen) reprezentowany jest przez serię utworów piaszczysto ilastych, zawierających przewarstwienia węgla brunatnego. Węgiel brunatny występuje w postaci lignitu lub węgla ziemistego. Piaski mioceńskie są z reguły drobnoziarniste lub pylaste, ciemnoszare lub brunatne w zależności od zawartości pyłu burowęglowego. Osady miocenu w rejonie Gostycyna są silnie zaburzone glacitektonicznie. Ich nachylenie zmienia się w granicach od 15 do 35 o. Większymi kątami zapadania charakteryzują się na ogół 194

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... pokłady w części wschodniej (Aleksandra, Buko, Olga). Mniejsze nachylenie mają pokłady Wilhelm i Montania w części zachodniej. Miąższość pokładów zmienna się od 0,5 m do 3,5 m. 3. Charakterystyka eksploatacji górniczej 3.1. Historia eksploatacji węgla brunatnego w Pile-Młyn 3.1.1. Początki wydobycia - okres niemiecki 1850 1920 Historia eksploatacji węgla brunatnego w miejscowości Piła-Młyn (na podst. Materiały archiwalne zebrane przez Stowarzyszenie BUKO sięga około 1850 roku, kiedy to mieszkańcy Piły zaczęli lokalnie wydobywać węgiel brunatny dla ogrzewania domostw. W roku 1892, geolog z Berlina Jentzsch rozpoczął badania geologiczne. Wykonano odwierty geologiczne i sporządzono pierwszą mapę z przekrojem geologicznym. Według tej dokumentacji węgiel miał zalegać w pokładach poziomych do głębokości 100 m ppt. Na skalę przemysłową wydobycie węgla rozpoczęli bracia David i Jakob Bukowzer. Zbudowali pierwsze szyby i sztolnie górnicze o długości 250 m znajdujące się na głębokości 19,6 m, wchodzące w skład pierwszej w Pile-Młyn kopalni - BUKO. Wkrótce przedsiębiorcy niemieccy powołali do życia spółkę wydobywczą o nazwie Westpreussische Bergbaugesellschaft m.b. H. i w 1900 roku ruszyła druga kopalnia - OLGA (Olgagrube). Po zatrudnieniu sztygarów ze Śląska rozpoczęło sie profesjonalnie wydobycie węgla brunatnego z głębokości od 20 do 50 metrów sztolniami, upadowymi oraz chodnikami wydobywczymi. Wyloty sztolni usytuowane były na skarpach rzeki Brdy. Z najniższego poziomu kopalni (tzw. poziomu odwadniającego) maszyna parowa wypompowywała wodę gromadzącą się w kopalni i odprowadzała ją do Brdy. Jest to istotna informacja, wskazująca na konieczność odwadniania złoża i potwierdzająca fakt, że po zaprzestaniu pompowania, woda gruntowa musiała wypełnić wyrobiska górnicze przynajmniej do poziomu sztolni, które miały wyloty powyżej zwierciadła wody w Brdzie (a więc powyżej rzędnej 80 m npm). W kopalni Olga, jak wskazują źródła niemieckie, w latach 1900-1910 wydobyto 100 000 ton węgla. W tym czasie pokłady węgla, na których bazowała wcześniej kopalnia Buko rozpoczęła eksploatować kopalnia Aleksandra, wydobycie roczne z tej kopalni wynosiło około 4 000 ton. 3.1.2. Okres międzywojenny 1920 1939 Po I Wojnie Światowej poniemieckie kopalnie Aleksandra, Olga i Montania przejęły "Pomorskie Zakłady Górniczo-Przemysłowe Bracia Radomscy - Towarzystwo Akcyjne". Po 1920 roku, głównie z problemów finansowych właścicieli, wydobycie węgla nie było ciągłe. Przykładowo w roku 1921 wydobycie wynosiło około 150 ton dziennie (40 000 ton rocznie), a w roku 1933 tylko 450 ton węgla miesięcznie (5 500 ton rocznie). Jedynym odszukanym dokumentem dotyczącym tej eksploatacji jest mapa w skali 1:5000 z 1933 roku (rys. 3.1). Na mapie wniesione są granice obszarów górniczych w okresie międzywojennym, pokrywające się od strony północnej z drogą Gostycyn Tuchola, a od południowej przylegające do rzeki Brdy. Od strony zachodniej granice obszarów biegną w odległości ok. 700 m od granicy istniejącego osiedla, a od strony wschodniej w części pokrywają się z granicą Osiedla Leśnego. 195

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Złoże węgla brunatnego podzielone było na 8 parcel oznaczonych literami rzymskimi i nazwami: I - Marszałek, II - Prezydent, III- Montania, IV Średni (Wilhelm?), V - Barbara, VI - Jarosław, VII - Dziadek, VIII - Graniczny. W roku 1933 Urząd Górniczy w Tarnowskich Górach, po przeprowadzeniu wizji lokalnej zakazał dzikiego wydobywania węgla prowadzonego przez miejscową ludność i tymczasowo wstrzymał wydobycie kopalń braci Radomskich, gdyż nie zatrudniali wymaganego prawem górniczym inżyniera górniczego. Po jakimś czasie ziemię w Pile kupił inny przedsiębiorca górniczy Antoni Ostrowski. Rys. 3.1. Mapa eksploatacji złóż węgla brunatnego z 1933 r. Fig. 3.1. Map of exploitation of lignite coal, 1933 Rozpoczął on profesjonalne badanie złoża i w obszarze pola górniczego Barbara uruchomił kopalnię - Teresa. Kopalnia bazowała na pokładach Montania i Wilhelm. Przed II Wojną Światową na terenie tym funkcjonowały więc dwie konkurencyjne firmy: braci Radomskich (kopalnie: Olga, Aleksandra i Montania) oraz kopalnia Ostrowskiego (Teresa). Ostrowski nie miał dojścia do swoich pokładów od strony rzeki, więc zmuszony był udostępnić złoże, przez wykonanie kilku pionowych szybów z drewnianymi wieżami wydobywczymi oraz kilku upadowych do 2 pokładów węgla. Węgiel wydobywano na 4 poziomach wydobywczych. 196

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... 3.1.3. Okres okupacji niemieckiej 1939 1944 W roku 1943 Pile pojawił się oddział Wehrmachtu, z geologiem dr Scharfem z Wiednia. W latach 1943-44 wykonano ponad 100 otworów i przebadano złoża węgla. Z raportu geologicznego wynikało, że kopalnie: Buko, Olga, Aleksandra, Montania i Teresa wyeksploatowały już węgiel do głębokości 50-80 metrów na południe od drogi Gostycyn - Piła-Młyn, a możliwość eksploatacji pokładów istnieje na północ od tej drogi w kierunku Jeziora Szpitalnego. Wydobycie prowadziła tu już przed wojną kopalnia Ostrowskiego Teresa, ale jak stwierdzili Niemcy, złoże jest na tyle zasobne, że wskazane jest ponowne uruchomienie kopalni w oparciu o szyby kopalni Teresa. Scharf sporządził przekrój geologiczny (rys. 2.1), z którego wynikało, że pokłady węgla zalegają łuskowo z nachyleniem do 35 o, a złoże można eksploatować poniżej głębokości 50 m. Zakończenie działań wojennych spowodowało zaprzestanie prac zmierzających do ponownego uruchomienia kopalń w Pile-Młyn. Po wojnie jeszcze przez kilka lat węgiel z kopalni Teresa wydobywał Ostrowski. Jednak, ze względu na duże koszty transportu i niską cenę węgla, wydobycie było niewielkie. Węgiel brunatny wypierany był z rynku przez bardziej kaloryczny węgiel kamienny. Na mapie eksploatacji (rys. 3.1) wniesionych jest 6 wyrobisk mających połączenie z powierzchnią (upadowe, szyby?). Wyrobiska udostępniające zlokalizowane były na zachód od osiedla, a jeden z szybów w jego centralnej części. W terenie położonym ok. 35 m na północ od osiedla istnieje dobrze zachowana infrastruktura dawnej upadówki wentylacyjnej. Teren osiedla Leśnego położony jest w północnej części parcel IV, V, VI, VI, VIII, granicach eksploatacji kopalni Teresa. Kopalnie braci Radomskich prowadziły eksploatację w obrębie parcel od III do VIII na południe od osiedla w sąsiedztwie koryta rzeki Brdy. Zaznaczone na mapie przerywaną linią i opisane nazwami Stara kopalnia oraz Stare Zroby to najpewniej rejony dawnej eksploatacji pokładów udostępnionych sztolniami od strony Brdy, którą prowadzili jeszcze Niemcy, a po I Wojnie Światowej również polscy przedsiębiorcy. 3.1.4. Czasy współczesne W latach 1964 i 1972 wykonano jeszcze w Pile otwory poszukiwawcze, ale wydobycia węgla już nie wznowiono. Obecnie teren, objęty w przeszłości działalnością górniczą, w znacznej części jest porośnięty lasem, w części zaś zajęty przez budownictwo indywidualne. Podziemia kopalń pozostają niedostępne zarówno szyby, jak i sztolnie zostały zasypane. Na powierzchni zachowane są liczne świadectwa działalności górniczej: betonowe i murowane obudowy upadowych, zapadliska (nad obszarami wyeksploatowanych pokładów) oraz budynki mieszkalne dawnych przedsiębiorców górniczych. W roku 2000-2001 kopalnie eksplorowała grupa speleologów, którzy w swojej relacji wspominają, że chodniki zachowane są w dobrym stanie, oprócz poziomu najbliżej powierzchni, który ze względu na wiele zawałów jest niedostępny (dane niepublikowane). Poziom drugi i trzeci kopalń jest drożny. Kopalnie Aleksandra i Olga są połączone siecią korytarzy. Na starych belkach, tam gdzie przecinają się korytarze, widnieją też tabliczki informacyjne w języku niemieckim. Najniższy poziom - czwarty - kopalni jest poziomem odwadniającym i jest zalany wodą. Opis ten jest niepełny i nie do końca jasny, brak jest bowiem danych dotyczących rzędnych położenia wyrobisk poszczególnych poziomów. Fakt, że kopalnie były odwadniane i połączone miedzy sobą wyklucza istnienie dzisiaj 197

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie niezatopionych wyrobisk poniżej poziomu sztolni, których wyloty musiały znajdować się powyżej poziomu wody w rzece Brdzie, a wiec powyżej rzędnej 80 m npm. 3.2. Sposób wydobywania węgla oraz likwidacji wyrobisk Z istniejących opisów wynika, że udostępnianie pokładów węgla odbywało się za pomocą upadowych lub sztolni. Sztolnia była wyrobiskiem poziomym, prowadzonym z niewielkim wzniosem (rzędu kilku promili), dla zapewnienia swobodnego wypływu wody. Wyloty sztolni usytuowane były w skarpie od strony rzeki Brdy. W miejscu odsłonięcia utworów miocenu w skarpie, sztolnie mogły być wprowadzane bezpośrednio do pokładów węgla. Upadowe to pochyłe wyrobiska prowadzone do węgla, a następnie w pokładzie węgla zgodnie z jego upadem (pochylnia) - rys. 3.2 i 3.3. Rys. 3.2. Schemat wydobycia węgla z pokładów w Pile Młyn Fig. 3.2. Scheme of coal extraction from seams at Piła Młyn Rys. 3.3. Wlot upadowej na terenie kopalni Montania teren na zachód od granic osiedla Leśnego Fig. 3.3. Adit in Montania Mine area site located west from Leśne settlement border Upadową obudowywano cegłą do miejsca, w którym osiągano pokład węgla. W wyrobisku pochyłym prowadzonym w pokładzie węgla (upadowa, pochylnia) budowano obudowę stawiając drewniane belki (stemple) prostopadle pomiędzy stropem a spągiem. Na stemple zakładano porzeczną belkę zwaną kapą. Od spodu stemple łączono poprzeczną belką tworząc w ten sposób obudowę zamkniętą. Tak przygotowaną konstrukcje oddzielano od węgla przez wsunięcie pomiędzy belki a ocios desek zwanych okorkami. Na spągu układano torowisko, po którym wyciągano wózki z węglem. Z pochylni wyprowadzano poziome chodniki - po trzy chodniki z każdej strony. Chodniki budowane były przez wybranie węgla w bocznej ścianie pochylni, postawienie dwóch stempli wysokości 1,8 m prostopadle do powierzchni, połączenia ich górnych części kapą długości 1,4 m. i wsunięcia pomiędzy węgiel, a tak powstałą konstrukcję okorków. Po wykonaniu około 10-20 metrów każdego z najwyżej położonych chodników budowano pionowo w górę szyb o średnicy około 1 m. Powyżej pokładu węgla szyb był w obudowie murowanej. W szybie do jednej ze ścian umocowane były drabiny od powierzchni ziemi do poziomu pierwszego chodnika, po których załoga wchodziła do i z kopalni (Zabawa, praca niepublikowana). 198

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... Nie zachowały się żadne dane o sposobie likwidacji wyrobisk górniczych. Eksploatację prowadzono głównie systemem zawałowym, a grunty występujące w nadkładzie złoża charakteryzują się wysoką podatnością zawałową. Tak więc prowadzenie wyrobisk w takim górotworze ze względów bezpieczeństwa wymagało stosowania obudowy. Wyrobiska udostępniające typu upadowe najprawdopodobniej zlikwidowano przez zabudowanie w nich tamy z cegły lub drewna w pewnej odległości od wylotu na powierzchnię terenu. W taki sposób były likwidowane upadowe (pochylnie) w kopalniach węgla na Śląsku. Odcinek pomiędzy tamą a wylotem na powierzchnię terenu zasypywano gruntem odpadowym lub rodzimym (piaskiem). Wyrobiska udostępniające pionowe likwidowano przez całkowite zasypanie gruntem względnie zaślepiano w górnej części płytą wspartą na zastrzałach w ścianach szybu a pozostały odcinek pomiędzy płytą a powierzchnią zasypywano. Obudowę drewnianą wyrobisk korytarzowych oblicza się na podstawie naprężeń dopuszczalnych, traktując odrzwia jako konstrukcję członową, której stropnica rozpatrywana jest jako belka o dwóch punktach podparcia (stojaki), na którą działa ciśnienie stropowe. Niezbędną średnicę stropnicy określa się z uwzględnieniem naprężenia dopuszczalnego przy zginaniu. Ponieważ ze względu na wykonanie wiązań przyjmuje się średnicę stojaków równą średnicy stropnicy i mając na uwadze, że wytrzymałość na ściskanie drewna jest znacznie większa niż jego wytrzymałość na zginanie, stojaki mają zwykle bardzo duży współczynnik bezpieczeństwa. Sprawia to, że wyrobiska w obudowie drewnianej mogły się utrzymywać jeszcze wiele lat po ich opuszczeniu. W warunkach dostępu powietrza drewno butwieje i zmniejsza się wytrzymałość obudowy. Sprawia to, że wyrobiska po pewnym czasie ulegają zawaleniu. Znacznie wolniej drewno traci swoje właściwości pod wodą i z dużą pewnością należy uznać, że część wyrobisk położonych pod wodą (poniżej zwierciadła wód gruntowych), z których nie wyrabowano obudowy może utrzymać się w stanie nienaruszonym do dziś. 4.Wpływy eksploatacji na rzeźbę terenu Ze względu na małą głębokość eksploatacji, sposób jej prowadzenia (zawał) oraz niską wytrzymałość skał nadkładu, wpływy eksploatacji ujawniały się na powierzchni natychmiastowo (tworzyły się liczne zapadliska nad polami ubierkowymi). Miały one formę rowów i lejów, formy te widoczne są do dziś w rzeźbie terenu. Na zachód od osiedla (rejon dawnej kopalni Montania) stopień przeobrażenia pierwotnej powierzchni terenu jest bardzo duży. Szacunkowo można ocenić, że powierzchnia przekształconego procesami zapadliskowymi terenu przekracza tu miejscami 50%. Głębokość form zapadliskowych wynosi zwykle 2-3 m. Teren samego osiedla Leśnego jest znacznie mniej przekształcony. W jego centralnej części (niezabudowanej) widoczny jest rozległy lej zapadliskowy w formie elipsy. Jej dłuższa oś rozciąga się na kierunku NW-SE ma długość około 60 m, krótsza około 40 m. Głębokość zapadliska wynosi około 3 m. W kierunku północno-zachodnim od zapadliska rozciąga się nieregularne obniżenie powierzchni w formie rowu o szerokości około 20 m, maksymalne obniżenie sięga 1 m. Na południowy-zachód od drogi Gostycyn - Piła w morfologii terenu zaznacza się próg o wysokości 0,2-0,5 m. Podobny próg widoczny jest też w części wschodniej osiedla. W części północno-wschodniej widoczne jest eliptyczne obniżenie terenu o szerokości do 60 m. Ciągnie się ono dalej w kierunku wschodnim, poza granice osiedla. Względna amplituda obniżenia wynosi ok. 2 m. 199

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie 5.Wstępne rozpoznanie stanu górotworu metodami geofizycznymi Podstawowe badania wykonano metodą grawimetryczną. Ich celem było okonturowanie miejsc charakteryzujących się niedoborem masy w górotworze, który można by wiązać z pustkami pogórniczymi lub rejonami rozluźnienia struktury warstw gruntowych. Pomiary wykonano w siatce 10x10 m, w węzłach której zlokalizowano stanowiska pomiarowe. W sumie obserwacje grawimetryczne wykonano na 755 stanowiskach pomiarowych. Dane z pomiarów grawimetrycznych przeliczone zostały do wartości anomalii w redukcji Bouguera przyjmując średnią gęstość objętościową dla utworów podłoża równą 1,9 g/cm 3. Ze zbioru wartości zredukowanej siły ciężkości wyliczono jej wartości rezydualne metodą Griffina dla promienia r = 20 m. Otrzymane w powyższy sposób rozkłady anomalii Bouguera i anomalii resztkowych przedstawione są na rys. 5.1 i 5.2. Rys. 5.1. Rozkład anomalii Bouguera Fig. 5.1. Bouguer anomalies distribution W obrazie anomalii w redukcji Bouguera wartości siły ciężkości wzrastają w kierunku północno-zachodnim a izolinie siły ciężkości mają generalnie kierunek quasi równoleżnikowy. Układ ten w wielu miejscach zaburzony jest obecnością lokalnych form zamkniętych oraz form, w których izolinie zmieniały kierunek na południkowy. Widoczne jest szczególnie 200

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... w okolicy drogi dojazdowej do osiedla. Kierunek izolinii powiela tutaj ślad dawnej upadowej wentylacyjnej, po stronie północnej drogi Gostycyn Piła - Młyn. Przy przyjęciu modelu budowy geologicznej przedstawionego na rys. 2.1 wszelkie odstępstwa od quasi - równoleżnikowego przebiegu izolinii siły ciężkości w redukcji Bouguera mogły wskazywać na obecność w podłożu niejednorodności genezy antropogenicznej. Z analizy gęstości utworów budujących podłoże wynika, że elementami lokalnie obniżającymi wartości siły ciężkości mogły być też rejony wychodni pokładów węgla brunatnego (gęstość objętościowa węgla brunatnego jest znacząco niższa od gęstości skał płonnych) oraz pustki pogórnicze w miejscach niezawalonych wyrobisk. Największą pod względem amplitudy anomalię siły ciężkości zarejestrowano w południowej części osiedla. W jej centrum wartości siły ciężkości są niższe o ok. 0.5 mgala względem otoczenia. Anomalia ta ma kształt prostokąta o wymiarach 60x20m (A1). W północnej części badanego obszaru zarejestrowano anomalię o podobnej amplitudzie (A2), ale mniejszej powierzchni Rys. 5.2. Mapa anomalii rezydualnych wg. Griffina dla r=20m Fig. 5.2. Map of residual anomalies according to Griffin for r=20 m W rozkładzie pola anomalii resztkowych (lokalnych) wyróżniono 22 rejony, w których wartości siły ciężkości były obniżone względem otoczenia o wartość większą aniżeli błąd pomiarowy (amplituda 0.01-0.04 mgala). Kształty, powierzchnia oraz amplituda tych anomalii były zmienne. Poza wymienionymi przy opisie anomalii Bouguera dwoma anomaliami o dużej 201

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie amplitudzie ujemnej (A1, A2), pozostałe miały znacznie mniejsze amplitudy. Przeważały rejony o powierzchni 100-300 m 2. Większą powierzchnię miały anomalne rejony: B1, B4, B8 i B17. Przypuszczano, że anomalie A1 i A2 mogą być wywołane obecnością w podłożu na małej głębokości wyrobisk udostępniających (upadowe). Pozostałe anomalie wiązano z dawnymi wyrobiskami udostępniającymi złoże (chodniki po rozciągłości pokładów, pochylnie prowadzące w głąb złoża), położonymi na większej głębokości w warstwach miocenu. Sumaryczna powierzchnia wszystkich rejonów anomalnych wynosi ok 11 000 m2 co stanowiło około 20 % powierzchni obszaru całego osiedla Leśnego. 6. Rozpoznanie warunków geologiczno-inżynierskich podłoża Dla szczegółowego rozpoznania warunków geologiczno-inżynierskich i górniczych, w miejscach największych anomalii grawimetrycznych zaprojektowano wykonanie 11 otworów wiertniczych do głębokości 20 m. W ramach dokumentacji geologicznej (Frolik, Kotyrba, Kortas, Siwek 2009), wykonano również badania gazometryczne w otworach oraz uzupełniające pomiary geofizyczne metodą georadarową i elektrooporową. Pozwoliły one na uszczegółowienie budowy geologicznej. 6.1. Charakterystyka warunków geologiczno-inżynierskich Rozmieszczenie otworów badawczych przedstawiono na mapie dokumentacyjnej (rys. 6.1.). Budowę geologiczną podłoża osiedla obrazuje opracowany na ich podstawie przekrój geologiczny na kierunku SW - NE (rys. 6.2). Wyniki prac wiertniczych przedstawiają się następująco: otworami o głębokości 20,4 m przewiercono utwory plejstocenu (czwartorzęd) i stropowe partie utworów mioceńskich (neogen). Osady plejstocenu wykształcone są jako: - piaski różnoziarniste z domieszką żwirów i okruchami skał północnych (pospółki). Są to osady akumulacji wodno-lodowcowej, które zalegają bezpośrednio pod glebą i tworzą warstwę o miąższości zmieniającej się od 2,2 m w części wschodniej osiedla (otwór BP-4) do 5,8 m lokalnie w części centralnej osiedla (otwór BP-6); - gliny morenowe pochodzenia lodowcowego, które podścielają osady piaszczyste. Na większości obszaru gliny morenowe tworzą ciągłą warstwę, a jej spąg występuje na głębokościach od 5,5 m (otwór BP-8) do 14,5 m ppt (otwór BP-3), w otworze BP-3 gliny morenowe zalegają bezpośrednio na piaskach mioceńskich; - dolne piaski akumulacji wodno-lodowcowej, które zalegają pod glinami morenowymi, o zmiennej miąższości od 1,6 m (otwór BP-2) do 9 m (otwór BP-9). Piaski najczęściej są średnie lub drobne, zawierają również domieszki żwirów, często też występują gniazda piasków pylastych, pyłów lub nawet glin pylastych niekiedy z domieszką humusu. Lokalnie (otwór BP-10) dolne i górne piaski plejstocenu nie zostały rozdzielone glinami morenowymi, co może być związane zarówno z czynnikami naturalnymi (obecność lokalnej rynny erozyjnej), czy przerwaniem ciągłości glin zwałowych w procesie samo podsadzania się wyrobisk górniczych w trakcie ich zawału. 202

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... Rys. 6.1. Mapa dokumentacyjna Fig. 6.1. Documentary map Strop miocenu w rejonie osiedla nawiercono na zmiennej głębokości od 11,4 do 17,5 m ppt. Stropowa część utworów miocenu często nie odbiega litologicznie od występujących wyżej osadów czwartorzędowych. Osady te z uwagi na zawartość substancji burowęglowej są najczęściej barwy brunatnej, ciemno-szarej lub nawet czarnej w przeciwieństwie do żółtych, szarożółtych i brązowych osadów plejstoceńskich (piasków i glin). W gruntach tych występują też gniazda substancji organicznej w postaci; humusu, namułów organicznych i węgla brunatnego. Wyraźną obecność węgla brunatnego stwierdzono w otworach: BP-8 - na głębokości 19,8 20,4 m ppt zalega twardoplastyczny ił przewarstwiony węglem brunatnym w proporcji 1:1, BP5 - na głębokości 19,9 20,4 m ppt namuł organiczny przewarstwiony węglem brunatnym, BP-4 - na głębokości 17,5 20,4 m ppt zalega w zasadzie jeden pokład węgla brunatnego z przerostami piasków drobnych lub iłu. W otworze tym w interwale głębokości 18,5-19,1 m ppt nastąpiło zaklinowanie się przewodu wiertniczego. W zwiercinach pojawiły się fragmenty drewna, co może wskazywać na obecność w tym miejscu zawalonego wyrobiska górniczego w obrębie niewybranego całkowicie pokładu węgla. 203

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie Wys. w m npm 102,0 101,0 100,0 99,0 98,0 97,0 96,0 95,0 94,0 93,0 92,0 91,0 90,0 89,0 88,0 87,0 86,0 85,0 84,0 83,0 82,0 81,0 80,0 79,0 78,0 SSW BP - 8 10,50 Pl Ng 17,50 BP-2 +99,65 13,80 +101,65 Ps, szg 4.9 5,5 10.5 Ps, szg 11.1 Ps (+G), szg 13.0 J // Wb tpl(0/1) 14.6 17.5 Gp, pl(2/3) Ps, szg J // tpl(1/1) Pg (+H) pl(1/1) H H 19.8 J //Wb, tpl(0/1) gł. 20,4 O B J A Ś N I E N I A : - numer, rok wykonania i rzędna otworu badawczego - głębokość nawierconego i ustabilizowanego zwierciadła wody 17,40 - głębokość sączenia wody H H H NNE SW NE SSW NNE W E BP - 7 BP - 3 +101,40 +101,00 14,00 Pd (+Ż), szg 1,0 Pd, szg 2,5 Gp tpl(2/2) 7,3 Pg, tpl(0/1) 9.2 Po, szg 10.2 Ps, szg 11.5 P // szg 14.0 G // pl(1/1) 16.0 J / G z, tpl(2/2) 16.9 G z// p, pl(3/3) 17.4 Pl Ng H H Pd, szg 3.2 Gp, pl(3/3) 5,0 G, pl(2/3) 14.5 Pd (+ ) zg H H H BP - 2 +99,65 Ps (+Ż) 4.0 Gp 5,0 Gp (+Ż) 8,4 9.8 P Gp 11,4 P // G (+H), zg 14.4 Pd (+Ż+G), zg H H H H G z// p 18.6 tpl(1/1) 18,60 17.4 Pd (+H ) 17,40 zg HG + Ps gł. 20,4 pl (5/5) gł. 20,40 - grunty niespoiste, drobnoziarniste 19.4 Pl - Plejstocen, tpl - grunty niespoiste, gruboziarniste Pg - piasek gliniasty Ng - Neogen gł. 20,4 (+) - domieszki p - pył, pył piaszczysty - grunty spoiste morenowe G,Gp,G - glina, glina piaszczysta, glina pylasta - inne grunty spoiste // - przewarstwienia Gz - glina zwięzła - iły / - na pograniczu J,Jp,J - ił, ił piaszczysty, ił pylasty - namuły organiczne Ż - żwir Nm - namuł - węgiel brunatny Po - pospółka H - humus - grunty humusowe Pr, Ps, Pd - piasek pylasty Ot - otoczaki lub domieszki humusu P - piasek pylasty Wb - wegiel brunatny H H H H H 0 100 m 200 m 300 m 400 m Rys. 6.2. Przekrój geologiczny I - I' w linii wierceń badawczych Fig. 6.2. Geological cross-section I - I in line of test boreholes H Pl Ng 16,70 BP - 1 +99,65 Pd, szg 1,0 Po, szg 3.4 G, pl(2/3) 7,4 G, tpl(1/1) 9.4 //P,pl(0/1) 10,4 16.7 H H H H P // G (+H), zg 19.8 P, zg gł. 20,4 Wys. w m npm 102,0 101,0 100,0 99,0 98,0 97,0 96,0 95,0 94,0 93,0 92,0 91,0 90,0 89,0 88,0 87,0 Pd // (+H) 86,0 szg 85,0 84,0 83,0 Pl Ng 82,0 81,0 80,0 79,0 78,0 Z analizy archiwalnych materiałów geologicznych wynika, że na omawianym terenie woda gruntowa może utrzymywać się lokalnie w warstwie gruntów piaszczysto-żwirowych zalegających na glinach morenowych. Pozwala to uznać, że zwierciadło wody I poziomu ma charakter wody zawieszonej i może występować lokalnie w rejonach nieckowatego ułożenia stropu glin morenowych. Nie można wykluczyć, że takie kształtowanie powierzchni stropowej glin zwałowych może mieć związek z jej odkształceniem w wyniku eksploatacji górniczej. Drugi poziom wodonośny związany jest z piaskami wodno-lodowcowymi plejstocenu zalegającymi bezpośrednio na utworach mioceńskich. Zwierciadło wód tego poziomu jest związane bezpośrednio z poziomem wód w rzece Brdzie i jeziorze Szpitalnym. W rejonie jeziora Szpitalnego (około 400 m na północ od terenu badań) zwierciadło wód występuje na poziomie zbliżonym do poziomu wody w jeziorze (około 88 m npm), natomiast w pobliżu rzeki Brdy, na poziomie zbliżonym do poziomu wody w rzece (około 81 m npm). Spływ wód tego poziomu następuje zatem od jeziora Szpitalnego w kierunku południowo-wschodnim do rzeki Brdy, a średni spadek zwierciadła wód podziemnych wynosi blisko 7 o / oo. W rejonie osiedla, II poziom wodonośny jest bardzo słabo zawodniony, ma to związek z wykształceniem litologicznym dolnych piasków plejstoceńskich i piasków stropowej części miocenu. Występują tu najczęściej piaski drobne i pylaste, często z przewarstwiem gruntów gliniasto-pylastych. Dopływy wody do otworów były bardzo słabe o charakterze sączenia. Występowały one na zmiennej głębokości od 13,8 m do 18,7 m ppt rzędne: od 85,4 m npm (otwór BP-5) do 82,1 m ppt (otwór BP-9). Oznacza to, że wyrobiska górnicze w złożu węgla brunatnego poniżej zwierciadła wody musiały zostać wypełnione wodą. Obecność nawodnionych gruntów piaszczysto-pylastych o charakterze kurzawkowym, wyklucza w zasadzie istnienie niepodsadzonych i nieobudowanych wyrobisk górniczych. Poniżej głębokości 13,8-18,7 m ppt w górotworze mogłyby się utrzymać tylko wyrobiska w obudowie 204

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... murowej lub betonowej, lub też na większych głębokościach wyrobiska w obudowie drewnianej prowadzone w otoczeniu iłów, izolujących je od kurzawkowych piasków. Mioceński poziom wodonośny rozpoznano również w studniach ujęcia wód podziemnych dla wodociągu miejskiego w miejscowości Piła-Młyn (Zieniuk-Hoza 2006). Warstwa wodonośna została nawiercona w piaskach drobnych zalegających w strefie głębokości od 46 do 65 m ppt. Na omawianym terenie, połączony poziom czwartorzędowo-mioceński jest najprawdopodobniej nadal drenowany przez pozostałości po sztolniach górniczych, wyprowadzonych od strony Brdy. Sztolnie oprócz udostępnienia złoża służyły bowiem również do odwadniania. Wyrobiska podpoziomowe w stosunku do poziomu sztolni w okresie prowadzonej eksploatacji musiały być dodatkowo odwadniane (na niektórych starych zdjęciach widoczne są strugi wody wypływające ze sztolni). Po zaprzestaniu eksploatacji, wszystkie wyrobiska położone poniżej sztolni musiały ulec zatopieniu. W świetle opisanych warunków hydrogeologicznych i górniczych (obecność pionowych wyrobisk łączących poziomy wodonośne plejstocenu i miocenu, jak również wyrobisk poziomych łączących poszczególne kopalnie, tym samym przecinających mioceńskie horyzonty wodne), istnienie niezatopionych wyrobisk poniżej poziomu sztolni, ponad 60 lat po zaprzestaniu eksploatacji jest niemożliwe. 6.2. Badania gazometryczne w otworach wiertniczych W wytypowanych otworach wiertniczych wykonano pomiary zawartości typowych gazów występujących w opuszczonych kopalniach węgla i emitowanych do atmosfery przez naruszone utwory nadkładu (głównie: CO 2 i CH 4 ). W niekorzystnych warunkach gazy te mogą gromadzić się w piwnicach budynków mieszkalnych i oddziaływać toksycznie na ludzi. Dwutlenek węgla (CO 2,) może powstawać w procesach utleniania i fermentacji substancji organicznych, bądź w procesie spalania węgli. W małych stężeniach nie jest trujący w większych może być szkodliwy. Zawartość CO 2 w atmosferze i glebie ulega zmianom rocznym i wieloletnim. Normalnie zmienia się ona w przedziale 300-400 ppm. Zawartość CO 2 w glebie ulega zmianom w czasie, normalny przedział zmienności wyznaczają wartości 200 i 500 ppm. Metan (CH 4 ) powstaje w przyrodzie w wyniku beztlenowego rozkładu szczątek organicznych. Stanowi też główny składnik gazu ziemnego. Średnia jego zawartość w atmosferze wynosi 1,7 ppm. Do przeprowadzenia badań gazometrycznych wykorzystano miernik ECOPROBE 5 produkcji czeskiej firmy RSDynamics będący połączeniem w jednym urządzeniu dwóch analizatorów strumienia gazów: PID i IR. Pomiary przeprowadzono w 7 otworach (BP-1, BP-2, BP-3, BP-4, BP-5, BP-7 i BP-8). W żadnym z otworów nie stwierdzono występowania metanu o koncentracji przekraczającej dokładność przyrządu Ecoprobe5. W otworach BP5 i BP2 zarejestrowano jednak duże wartości wskaźnika TP (84,1 1337,3), wskazuje on sumę wyższych węglowodorów ropopochodnych (w tym i śladowych ilości metanu). Obecność dwutlenku węgla stwierdzono we wszystkich otworach, w których wykonano pomiary. Zmienność jego koncentracji w osadach podłoża była bardzo duża (451-25376 ppm). Za normalną można uznać koncentrację tego gazu w otworach BP2 i BP7 (< 1000 ppm). W pozostałych otworach jego zawartość była anomalnie podwyższona. Maksymalną zawartość gazu (~ 25000 ppm) stwierdzono w otworze BP-5 usytuowanym przy zapadlisku centralnym. W miejsce to mieszkańcy osiedla od lat wyrzucają szczątki roślinne. Okresowo w zapadlisku 205

WARSZTATY 2012 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie gromadzi się woda. Sprzyja to rozkładowi substancji roślinnej i jest najprawdopodobniej powodem dużej zawartości dwutlenku węgla w powietrzu glebowym. Podwyższona zawartość dwutlenku węgla w pozostałych otworach mogła być wywołana utlenianiem części organicznych w osadach plejstoceńskich bądź węgla brunatnego w osadach neogenu. Pośrednio wskaźnikiem takiej genezy są podwyższone wartości wskaźnika PID. 7. Podsumowanie Z zebranych przez towarzystwo Buko danych archiwalnych oraz opisów działalności górniczej wynika, że ilość wydobytego węgla w kopalniach działających w rejonie Piły Młyn była zmienna. Z powodu braku map górniczych trudno jest ocenić, jaką ilość węgla wybrano z pokładów zalegających w podłożu osiedla w okresie ok. 100 lat eksploatacji. Zachowane w opisach dane o wielkości wydobycia na poziomie od 5000 do 40000 t rocznie pozwalają estymować wielkość parcel eksploatacyjnych (rejonów wydobycia w jednym pokładzie warstwą grubości 2 m) w przedziale od ok. 50x50 do ok. 140x140 m. Budowa złoża węgla umożliwiała jednak eksploatację położonych nad sobą pokładów (na kilku głębokościach). Ze względu na małą głębokość eksploatacji strefa zawałowa przenikała do warstwy gruntów plejstoceńskich powodując zapadanie się powierzchni w krótkim czasie po jej zakończeniu. Wyniki badań geofizycznych (duża liczba anomalii usytuowanych w różnych miejscach osiedla i podwyższona zawartość CO 2 w otworach wiertniczych) oraz obecna rzeźba terenu pozwalają szacować, że zakres dokonanej eksploatacji w podłożu osiedla był większy aniżeli wskazywałaby na to materiały archiwalne. Otworami badawczymi do głębokości ok. 20 m nie stwierdzono obecności pustek pogórniczych w miejscach ujemnych anomalii pola siły ciężkości. W tym świetle zarejestrowane anomalie grawimetryczne należy wiązać z lokalnym rozluźnieniem struktury gruntów w miejscach dawnych zapadlisk oraz z dużym naturalnym zróżnicowaniem gęstości poszczególnych serii litologicznych budujących podłoże gruntowe. Analiza wyników wierceń, w tym zwłaszcza obecność na granicy plejstocenu i miocenu słabych, nawodnionych gruntów piaszczysto-pylastych o charakterze kurzawkowym, wyklucza w zasadzie istnienie niepodsadzonych wyrobisk górniczych, nie całkowicie obudowanych. Jedynymi pustkami, które w takich warunkach mogą się utrzymywać to ewentualne pustki w obrębie wyrobisk całkowicie obudowanych (fragmenty szybów, upadowych, sztolni). Negatywne wyniki wierceń oraz analiza warunków geologiczno-górniczych odtworzonych z istniejących danych o eksploatacji węgla brunatnego w rejonie osiedla Leśnego pozwoliły stwierdzić, iż stopień zagrożenia powierzchni terenu osiedla deformacjami jest znikomy i ogranicza się do miejsc występowania obudowanych wyrobisk udostępniających złoże węgla brunatnego w przypowierzchniowej warstwie gruntów plejstoceńskich. Zgodnie z kryteriami kategoryzacji terenów pogórniczych ze względu na ograniczenia w wykorzystaniu dla celów budowlanych przyjętymi w pracy (Woźniak 2003) ustalenia te pozwalają zaliczyć tereny w rejonie Piły-Młyn do kategorii B 2,1 (tereny o małym stopniu zagrożenia deformacjami nieciągłymi). Podziękowania: Autorzy publikacji dziękują Stowarzyszeniu Buko a w szczególności Wojciechowi Weynie i Marianowi Deptule za udostępnienie zebranych materiałów archiwalnych oraz wyników prowadzonych przez Stowarzyszenie prac eksploracyjnych na terenach kopalń węgla brunatnego w Pile Młyn. 206

A. KOTYRBA i in. Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych... Literatura [1] Zieniuk-Hoza A.; Projekt prac geologicznych dla potrzeb określenia warunków geologiczno - inżynierskich na terenie Osiedla Leśnego w Gostycynie. Powiat: Tuchola. Województwo Kujawsko - Pomorskie. Bydgoszcz, Lipiec 2006 /praca niepublikowana/ [2] Zabawa T. Technologia prac górniczych w podziemnej kopalni węgla brunatnego (sztolniowy proces wydobycia, wentylacji oraz transportu kopaliny /praca niepublikowana/. [3] Weyna W.; Nazywaliśmy ich trupie czaszki. Tygodnik Tucholski nr 34/2007 [4] Kotyrba A., Frolik A., Kortas Ł., Siwek S.; Ocena zagrożenia pogórniczego terenu Osiedla Leśnego w Gostycynie na podstawie badań geofizycznych i analizy warunków geologiczno-górniczych. Dokumentacja GIG. Katowice, 2008 /praca niepublikowana/ [5] Frolik A., Kotyrba A., Kortas Ł., Siwek S.; Projekt prac geologicznych na wykonanie otworów geologicznych i uzdatniających oraz kontrolnych badań geofizycznych na terenie Osiedla Leśnego w Pile, powiat Tuchola, woj. Kujawsko Pomorskie. Dokumentacja GIG. Katowice, 2009 r. /praca niepublikowana/ [6] Frolik A., Kotyrba A., Kortas Ł., Siwek S.; Dokumentacja geologiczna z wykonania otworów geologicznych i uzdatniających oraz kontrolnych badań geofizycznych na terenie Osiedla Leśnego w Pile, powiat Tuchola, woj. Kujawsko Pomorskie. Dokumentacja GIG. Katowice, 2009 r. /praca niepublikowana/ [7] Woźniak H. (red). Zasady dokumentowania warunków geologiczno-inżynierskich na terenach likwidowanych kopalń. MŚ. Warszawa, 2009 r. [8] Materiały archiwalne zebrane przez Stowarzyszenie BUKO Post-mining hazards in terrains of deep brown coal mines at Piła Młyn (Kujawsko-Pomorskie voivodship) Key words Abandoned mines, brown coal, surface hazards, geophysical and geological testing Summary Authors present the characteristics and analysis of geological and engineering conditions in the area of the old underground brown coal mines in Piła-Młyn (Gostycyn commune, Kujawsko-Pomorskie voivodship). In the end of 19 th and in the first half of 20 th century a few mines have conducted intense coal extraction in the vicinity of Brda river. The coal deposit lays in Miocene and has the form of beds. Brown coal was extracted in the interval of 20-50 m by means of underground methods and the bed was made available by dip headings, drifts and shafts. Nowadays in the post mining terrains the settlement of houses was localized. From that time the inhabitants have been alarmed from time to time by sinkholes occurrence (eg. 2006). As a consequence of those events between 2008 and 2009 the area of the settlement was examined by geophysical surveying (gravity, VES) and borehole testing. The conducted analysis of geophysical data along with the study of the archival materials concerning the exploitation and it s geological conditions were the basis of determining the possibility of postmining voids existence and mining caused deformations within the area of research. The results let to formulate the opinion of the surface hazards for the residents of the settlement. Przekazano: 28 marca 2012 r. 207