Ludwik SEWERYN, Grzegorz GÓRSKI, Paweł SZCZEPANIK, Jacek SZCZEPIŃSKI Poltegor-Projekt, sp. z o.o., Wrocław

Podobne dokumenty
ZMIANY CHEMIZMU WÓD PODZIEMNYCH ZACHODZĄCE NA SKUTEK ODWADNIANIA ZŁOŻA WĘGLA BRUNATNEGO BEŁCHATÓW. 1. Wstęp. Renata Martyniak*, Wojciech Sołtyk**

Czynniki rozwoju leja depresyjnego w rejonie KWB Bełchatów S.A.

WPŁYW GŁĘBOKIEJ EKSPLOATACJI WĘGLA BRUNATNEGO NA ZMIANY ŚRODOWISKA WODNEGO W REJONIE KOPALNI BEŁCHATÓW

GRAWIMETRYCZNE BADANIA DYNAMIKI REJONU WYSADU SOLNEGO DĘBINA. 1. Wstęp. Monika Łój* Górnictwo i Geoinżynieria Rok 32 Zeszyt

Wykopy - wpływ odwadniania na osiadanie obiektów budowlanych.

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

Filtracja - zadania. Notatki w Internecie Podstawy mechaniki płynów materiały do ćwiczeń

poltegor - projekt sp. z o.o.

OCENA WPŁYWU ODWADNIANIA PRZYSZŁEJ ODKRYWKI PIASKI KWB KONIN SA NA ŚRODOWISKO WODNE. 1. Wstęp. 2. Charakterystyka rejonu złoża Piaski

ROLA WODY W ZRÓWNOWAŻONYM ZAGOSPODAROWANIU MIASTA KRAKOWA - PROPOZYCJE KOMPLEKSOWYCH ROZWIĄZAŃ

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

2. Lokalizacja obiektu i charakterystyka jego części podziemnej

Marek CAŁA, Danuta FLISIAK, Jerzy FLISIAK, Stanisław RYBICKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Plan wykładu. 1. Pochodzenie wód podziemnych. 2. Klasyfikacja wód podziemnych

UWARUNKOWANIA GEOLOGICZNO- HYDROGEOLOGICZNE EKSPLOATACJI ZŁÓŻ KRUSZYW ŻWIROWO-PIASKOWYCH

Zawartość opracowania

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Prowincja hydrogeologiczna nizinna. Pasma zbiorników czwartorzędowych Subniecki i subzbiorniki

Powstanie, struktura i zadania Oddziału CZOK.

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Wizytacja stacji hydrogeologicznych sieci obserwacyjno-badawczej wód podziemnych kwietnia 2015 r.

Aneks do OPINII HYDROGEOLOGICZNEJ

STUDIA MAGISTERSKIE SPECJALIZACJA HYDROGEOLOGIA. Moduł XII Dr hab. prof. Henryk Marszałek PRZEPŁYW WÓD PODZIEMNYCH I MIGRACJA ZANIECZYSZCZEŃ

PROWINCJA HYDROGEOLOGICZNA NIZINNA; PASMA ZBIORNIKÓW CZWARTORZĘDOWYCH; SUBNIECKI; SUBZBIORNIKI

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków **

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

ZAKŁAD PROJEKTOWO HANDLOWY DOKUMETACJA WARUNKÓW

Monitoring wód podziemnych i zarządzanie zasobami wodnymi w Aglomeracji Gdańskiej

Inwestor: Urząd Gminy Białe Błota ul. Szubińska Białe Błota. Opracowała: Bydgoszcz, maj 2008 r.

Wstępne studia możliwości wykorzystania energii geotermalnej w ciepłownictwie na przykładzie wybranych miast - Lądek-Zdrój

WYKORZYSTANIE CIEKÓW POWIERZCHNIOWYCH W MONITOROWANIU JAKOŚCI EKSPLOATOWANYCH ZBIORNIKÓW WÓD PODZIEMNYCH

Wpływ likwidacji górnictwa na środowisko wodne na przykładzie regionu częstochowskiego i górnośląskiego

ZAŁOŻENIA TECHNICZNE I PRZEDMIAR ROBÓT

Pozyskiwanie danych do modelowania przepływu wód podziemnych na obszarze leja depresji BOT KWB Bełchatów S.A.

Pochodzenie wód podziemnych

MOŻLIWOŚĆ WYKORZYSTANIA OBIEKTÓW GÓRNICZYCH DLA CELÓW REKREACYJNYCH NA PRZYKŁADZIE ZWAŁOWISKA ZEWNĘTRZNEGO POLA SZCZERCÓW

WYDAJNOŚĆ I CZAS PRACY KOPAREK WIELONACZYNIOWYCH W KOPALNIACH WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE. 1. Wprowadzenie. Zbigniew Kasztelewicz*, Kazimierz Kozioł**

W POSTĘPOWANIU O UDZIELENIE ZAMÓWIENIA PUBLICZNEGO PROWADZONYM W TRYBIE PRZETARGU NIEOGRANICZONEGO. NA ROBOTY BUDOWLANE pn.:

Klimatyzacja centralna w Lubelskim Węglu Bogdanka S.A.

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

2. Budowa geologiczna górotworu w rejonie pola Pagory

WPŁYW SPOSOBU ZWAŁOWANIA NA WIELKOŚĆ WYROBISKA KOŃCOWEGO NA PRZYKŁADZIE ODKRYWKI DRZEWCE W KWB KONIN

PROJEKT ODWODNIENIA WYKOPÓW

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

ZAGADNIENIA EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ

JAKOŚĆ ŚRODOWISKA WODNEGO LESSOWYCH OBSZARÓW ROLNICZYCH W MAŁOPOLSCE NA PRZYKŁADZIE ZLEWNI SZRENIAWY

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

Regionalne dokumentacje hydrogeologiczne

ZASTOSOWANIE GEOMETRII INŻYNIERSKIEJ W AEROLOGII GÓRNICZEJ

WYNIKI MONITORINGU HYDROGEOLOGICZNEGO GŁÓWNEJ KLUCZOWEJ SZTOLNI DZIEDZICZNEJ W ZABRZU W OKRESIE

OPINIA GEOTECHNICZNA I DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

PL B1. Sposób podziemnej eksploatacji złoża minerałów użytecznych, szczególnie rud miedzi o jednopokładowym zaleganiu

Charakterystyka warunków geologiczno-inżynierskich podłoża Krakowa z uwzględnieniem nawarstwień historycznych

UDOKUMENTOWANIE WARUNKÓW GEOLOGICZNYCH I HYDROGEOLOGICZNYCH DLA POTRZEB PROJEKTU GRAWITACYJNO-POMPOWEJ SIECI KANALIZACYJNEJ W LEGIONOWIE

Gospodarka wodami kopalnianymi w górnictwie węgla brunatnego na tle całego przemysłu wydobywczego

Projekt prac geologicznych na wykonanie ujęcia wody z utworów czwartorzędowych dla wsi Szczawno i Ciemnice

2. Automatyzacja systemu odwadniania wgłębnego na przykładzie bariery studni wysadu solnego Dębina [4]

dzielnicy Maczki na granicy z miastem Jaworzno, oraz w granicach administracyjnych miasta Jaworzno (południowy kraniec wyrobiska Bór Wschód).

Rada Gminy Krupski Młyn

WPŁYW USKOKÓW NA PRZEPŁYW WÓD PODZIEMNYCH W GŁÓWNYM ZBIORNIKU WÓD PODZIEMNYCH GLIWICE 330

Planowanie i kontrola zabiegów regeneracji i rekonstrukcji studni głębinowych przy użyciu metod geofizycznych

Koncepcja zagospodarowania paliwa ze złoża Złoczew

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

WODY LECZNICZE W UZDROWISKU CIECHOCINEK

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

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

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

UWARUNKOWANIA GEOLOGICZNE EKSPLOATACJI OTWOROWEJ I PODZIEMNEGO ZGAZOWANIA WĘGLA. Prof. dr hab.. inŝ. Marek Nieć

WGGIOŚ Egzamin inżynierski 2014/2015 WYDZIAŁ: GEOLOGII, GEOFIZYKI I OCHRONY ŚRODOWISKA KIERUNEK STUDIÓW: GÓRNICTWO I GEOLOGIA

Warunki zabudowy i zagospodarowania terenu górniczego na przykładzie zakładu górniczego KWB Bełchatów

System oceny oddziaływania na środowisko depozytów mułów węglowych

XXXIII OLIMPIADA GEOGRAFICZNA Zawody III stopnia Podejście 2

PROWINCJA HYDROGEOLOGICZNA WYśYNNA; NIECKI KREDOWE

Warszawa, dnia 9 maja 2014 r. Poz. 596 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 8 maja 2014 r.

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 23 grudnia 2011 r. w sprawie dokumentacji hydrogeologicznej i dokumentacji geologiczno-inżynierskiej

ZAKRES KONTROLI SKŁADOWISK ODPADÓW

Budowa sieci kanalizacji sanitarnej od ulicy Radosnej do przepompowni ścieków przy ulicy Kutrowskiego - Projekt tymczasowego odwodnienia wykopów

Problemy wodnej rekultywacji wyrobisk kruszyw naturalnych

Przegląd ekologiczny zamkniętego składowiska fosfogipsów w Wiślince. Gdańsk, 14 maja 2014 r.

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

ZMIENNOŚĆ SKŁADU CHEMICZNEGO WÓD W STUDNIACH UJĘCIA STARE UJĘCIE W STALOWEJ WOLI

Dobór systemu eksploatacji

Baza danych Monitoring Wód Podziemnych

PROJEKT TYMCZASOWEGO ODWODNIENIA PIONOWEGO DLA POSADOWIENIA MYJNI POJAZDÓW GĄSIENICOWYCH ORAZ KOŁOWYCH. 1) Dane ewidencyjne

geologiczną podłoża pod trzeciorzędowego (poniżej m), niewielkie wydajności, niekorzystną jakość wody (zasolenie i barwa) prowadzenie prac

POSIEDZENIE NAUKOWE POLSKIEGO TOWARZYSTWA GEOLOGICZNEGO ODDZIAŁ WROCŁAWSKI. Wrocław

Aktualizacja planów gospodarowania wodami na obszarze dorzecza Odry

HISTORIA DZIAŁALNOŚCI UZDROWISKA NAŁĘCZÓW

WODY PODZIEMNE SZANSA DLA WARSZAWY

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

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

Ekspertyza geologiczna

Warszawa, dnia 15 grudnia 2016 r. Poz. 2033

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 )

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

Ćwiczenie laboratoryjne Parcie wody na stopę fundamentu

Roboty fundamentowe poniżej poziomu wód gruntowych

OPINIA GEOTECHNICZNA

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Stateczność dna wykopu fundamentowego

Transkrypt:

WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie Mat. Symp. str. 269 276 Ludwik SEWERYN, Grzegorz GÓRSKI, Paweł SZCZEPANIK, Jacek SZCZEPIŃSKI Poltegor-Projekt, sp. z o.o., Wrocław Ochrona środowiska wodnego w rejonie kopalni Bełchatów przed wpływem wysadu solnego Dębina w aspekcie przyszłej eksploatacji złoża Streszczenie W artykule opisano naturalne warunki występowania wysadu solnego Dębina oraz wynikające zagrożenia dla środowiska wodnego, na skutek eksploatacji w jego sąsiedztwie Pola Bełchatów i Pola Szczerców. Przedstawiono sposób zabezpieczenia oraz zasady działania bariery ochronnej wokół wysadu solnego oraz informacje na temat przebiegu jej dotychczasowej eksploatacji. Przedstawiono aktualizację koncepcji nowej bariery w nawiązaniu do zakładanych depresji oraz prognozowanych dopływów do studni nowej bariery zabezpieczającej. 1. Naturalne warunki występowania wysadu solnego Dębina Złoże węgla brunatnego Bełchatów posiada kształt o biegu równoleżnikowym. Jego łączna długość wynosi około 38 km, a szerokość 1,5 2 km. Zalega w rowie tektonicznym Kleszczowa, którego średnia głębokość wynosi około 400 m. Naturalnymi granicami podziału złoża jest wysad solny Dębina występujący pomiędzy polem Szczerców a Bełchatów oraz uskok Widawki rozdzielający pola Bełchatów i Kamieńsk rys. 1.1. W budowie geologicznej rejonu złoża biorą udział utwory cechsztyńskie, jurajskie, kredowe, trzeciorzędowe i czwartorzędowe. We wszystkich wymienionych formacjach występują wody podziemne, które generalnie, dzięki powszechnie występującym kontaktom hydraulicznym, tworzą wspólny poziom wodonośny. Ograniczenia przepływów wód podziemnych mają charakter lokalny. Wysad solny Dębina stanowi lokalne wyniesienie permskiego złoża soli, które stwierdzono na głębokości około 2700 m. Na strukturę wysadu składają się: ciało solne, czapa anhydrytowo-gipsowa, utwory brekcji. W planie poziomym wysad przypomina nieregularną elipsę o wydłużonej osi na kierunku N-S i wymiarach 500 650 m, z ekscentrycznie przesuniętą kulminacją zwierciadła solnego, nawierconego na głębokości 170 m. W przekroju pionowym wysad ma kształt pnia wznoszącego się od N, W i E pod kątem od 70 do 85. 269

L. SEWERYN i in. Ochrona środowiska wodnego w rejonie kopalni Bełchatów przed... POLE SZCZERCÓW POLE BEŁCHATÓW ZŁOŻE BEŁCHATÓW WYSAD SOLNY DĘBINA Rys. 1.1. Mapa rejonu Bełchatowa Rys.1 Fig. 1.1. Mapa Map of rejonu the Bełchatów złoża Bełchatów Mine region Ciało solne przykryte jest czapą anhydrytowo-gipsową o miąższości od 25 do 70 m, na skłonach miąższość czapy zredukowana jest do około 10 m. Zewnętrzną częścią wysadu jest strefa utworów brekcjowych, zbudowana z rozkruszonych i przemieszanych skał jurajskich, kredowych i utworów trzeciorzędowych o maksymalnej miąższości około 60 m, lecz znacznie zredukowanej nawet do kilku metrów na stromych ścianach wysadu (rys. 1.2). W otoczeniu wysadu występują stromo poddarte ku górze utwory jurajsko-kredowe i węglonośne osady trzeciorzędowe. W rejonie wysadu występują trzy podstawowe kompleksy wodonośne: czwartorzędowy w utworach piaszczysto-żwirowych o miąższości około 70 m, gdzie wartości współczynnika filtracji k wynoszą od około 2 do 20 m/d, trzeciorzędowy w piaskach drobnych i pylastych o współczynniku filtracji rzędu 2 m/d, ze zwierciadłem subartezyjskim, kredowo-jurajski występujący w szczelinach głównie wapieni i margli charakteryzujących się współczynnikiem filtracji rzędu 3 14 m/d, subartezyjski. Wody występujące w warunkach naturalnych w otoczeniu wysadu były przeważnie słodkie, głównie dwujonowe typu HCO 3-Ca, o odczynie słabozasadowym. Zawartość substancji rozpuszczonych najczęściej mieściła się w granicach od 200 do 300 mg/dm 3. Zawartość chlorków wynosiła przeważnie poniżej 20 mg Cl/dm 3, a sporadycznie do około 200 mg Cl/dm 3 siarczanów od 10 do 20 mg SO 4/dm 3, a maksymalnie do około 50 mg SO 4/dm 3. Wraz z głębokością następował wzrost zawartości substancji rozpuszczonych, która dla najwyższego kompleksu czwartorzędowego wynosił średnio 210 mg/dm 3, dla niżej leżącego trzeciorzędowego średnio 260 mg/dm 3, a dla najniższego kompleksu kredowego średnio 380 mg/dm 3. Stwierdzono ponadto istnienie szeregu anomalii, szczególnie w obrębie utworów trzeciorzędowych i mezozoicznych, kontaktujących się ze strukturą wysadu, gdzie zawartość substancji rozpuszczonych wahała się od 1500 do 4900 mg/dm 3, a zawartość chlorków od 270

WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie 470 do 820 mg Cl/dm 3. Wody występujące w brekcji stanowiącej zewnętrzną część struktury wysadu posiadają zróżnicowany skład chemiczny typu Cl-SO 4-Na i Cl-Na słone i solanki. Zawartość substancji rozpuszczonych waha się od 1610 do 54800 mg/dm 3, a zawartość Rys.2 chlorków od 39 do 32300 mg Cl/dm 3 Przekrój W-E przez wysad solny Dębina [4]. LINIA NOWEJ BARIERY LINIA NOWEJ BARIERY Objaśnienia: 1 - utwory porowate, Rys. przepuszczalne, 1.2. Przekrój 2 - utwory W-E nieprzepuszczalne przez wysad i słabo przepuszczalne, solny Dębina 3 - utwory szczelinowo - krasowe, 4 - węgiel brunatny, 5 - uskoki, 6 - pierwotne zwierciadło wód podziemnych, 7 - obniżone zwierciadło wody - stan obecny Objaśnienia: 1 utwory porowate, 8 - wysad solny, przepuszczalne, 9 - czapa wysadu solnego, 2 10 utwory - piezometry nieprzepuszczalne i otwory badawcze i słabo przepuszczalne, 3 utwory szczelinowo - krasowe, 4 węgiel brunatny, 5 uskoki, 6 pierwotne zwierciadło wód podziemnych, 7 obniżone zwierciadło wody - stan obecny, 8 wysad solny, 9 czapa wysadu solnego, 10 piezometry i otwory badawcze Fig. 1.2. W-E cross section through Dębina salt diapir W warunkach naturalnych wysad solny pozostawał w równowadze hydrochemicznej ze słodkimi wodami podziemnymi występującymi w jego otoczeniu. Na skutek zbliżania się od wschodu systemu odwadniania Pola Bełchatów powstało jednak zagrożenie, iż wzrost spadków hydraulicznych w rejonie wysadu spowoduje proces jego rozmywania i przepływ zasolonych wód podziemnych od strony wysadu do urządzeń odwadniania wgłębnego odkrywki [3,5]. 2. Wybór zabezpieczenia środowiska wodnego przed wpływem wysadu solnego W celu wyboru właściwego rozwiązania zabezpieczającego środowisko wodne przed wpływem wysadu solnego, we wstępnej fazie rozważań analizowano różne sposoby wyeliminowania lub ograniczenia przepływu wód podziemnych przez wysad, a mianowicie: pionowe okalające ekrany szczelne wykonane różnymi metodami, uszczelnienie samej osłony ciała solnego czyli czapy gipsowo-iłowej, barierę studni depresyjnych, barierę studni represyjnych, eksploatację soli do głębokości strefy hydraulicznie aktywnej. Wstępna analiza hydrogeologicznych i technicznych warunków realizacji poszczególnych sposobów dała wskazania do szczegółowego rozpracowania jedynie pionowego ekranu szczelnego, wykonanego metodą iniekcyjną i bariery studni depresyjnych. Wariant ekranu iniekcyjnego odrzucono ze względu na to, że byłby to eksperyment na niespotykanych głębokościach, 271

L. SEWERYN i in. Ochrona środowiska wodnego w rejonie kopalni Bełchatów przed... z czym związany jest duży stopień ryzyka niedostatecznej skuteczności. Ponadto argumentem przeciw temu rozwiązaniu były koszty eksploatacji ekranu, większe około 3-krotnie od kosztów budowy i eksploatacji bariery zabezpieczającej. Za najkorzystniejszy uznano natomiast wariant z zastosowaniem pierścieniowej bariery studni depresyjnych, spełniających rolę ekranu hydraulicznego [2]. Celem zrealizowanej w latach 1990 1992 bariery było: wyeliminowanie przepływu wód przez strefę wysadu i niedopuszczenie do rozmywania struktury wysadu solnego, ochrona wód kopalnianych przed zanieczyszczeniem przez wody zasolone z rejonu wysadu, ochrona terenu przed zapadliskami wynikającymi z rozpuszczania wysadu solnego. 3. Dotychczasowa praca bariery ochronnej wysadu Bariera wysadu solnego rozpoczęła pracę w październiku 1992 roku. Przewidywano, że praca zbudowanej wówczas bariery zakończy się w latach 2002 2004, kiedy to planowana była przebudowa starego układu bariery. Dla tego okresu czasu dopasowane zostały głębokości studni starej bariery wynoszące średnio od 200 250 m. W wyniku działania bariery wytworzony został taki układ hydrodynamiczny, w którym depresja pomiędzy studniami jest nieco większa od wpływu odwadniania odkrywki. W wytworzonym układzie hydrodynamicznym czyste wody dopływające do bariery spoza pierścienia, wody zmineralizowane występujące w obrębie wysadu, a także wody znajdujące się pomiędzy wysadem i barierą, ujęte są studniami bariery i odprowadzone na zewnątrz (rys. 3.1). Warunkiem skuteczności jest utrzymywanie jednakowej depresji na okręgu bariery zabezpieczającej. Dotychczasowa praca bariery ochronnej potwierdza skuteczność przyjętego rozwiązania. W okresie od 1993 do 2001 roku roczne przyrosty depresji na barierze wynosiły 10 15 m, przy dopływach od 13,9 do 12,0 m 3 /min, pochodzących głównie z kenozoicznego poziomu wodonośnego (rys. 3.2). W latach 2002 2003 dopływ wód do bariery wysadu obniżył się do około 8 9 m 3 /min, co spowodowane zostało mniejszymi, od zakładanych pierwotnie, rzędnymi obniżenia zwierciadła wody na barierze. Od 2002 roku rozpoczęły się problemy związane z utrzymaniem zakładanego pierwotnie równomiernego obniżania zwierciadła wody na barierze. Powodem niedotrzymania zakładanych rzędnych są przede wszystkim zbyt małe głębokości pracujących studni, a także skomplikowane warunki hydrogeologiczne i związane z tym słabe oddziaływanie pracujących studni przde wszystkim na zachodni rejon bariery. W konsekwencji zmianie uległa rzędna zwierciadła wody na barierze z pierwotnie zakładanej na 2003 rok +23 m npm do +28 m npm. W konsekwencji obniżeniu uległ też całkowity dopływ do bariery. W chwili obecnej jedynie w części południowej bariery istnieje możliwość obniżenia zwierciadła wody do zakładanych rzędnych. W pozostałych rejonach takie możliwości zostały praktycznie wyczerpane. Fakt ten skutkuje brakiem możliwości uzyskania równego położenia zwierciadła wód podziemnych w barierze ochronnej. W początkowym okresie eksploatacji (1993 r.), przy wymaganej rzędnej na obwodzie bariery +150m npm poziom jonów Cl w studniach bariery nie przekraczał kilkunastu mg/l. Wyjątek stanowiły studnie w narożu SW bariery, gdzie notowano 200 300mg/l jonów Cl. Poziom jonów w rowie zbiorczym (średnia ważona z wszystkich studni) do 1999 r. nie przekraczał 60 mg/l. Od 1999 r. następuje wzrost jonów Cl w rowie zbiorczym, co związane jest z systematycznym wzrostem poziomu jonów Cl w studniach naroża SW (do wielkości 6000 9000 mg/l), w narożu NW (1000 6000 mg/l), naroża SE (300 800 mg/l). 272

Wydajność bariery m3/min WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie Jony CL - 350 300 250 200 150 100 50 0 24,6 32,3 gru-92 22,1 31 mar-93 21,3 37,9 cze-93 16,1 1993r +140m 32,7 wrz-93 Rys. 3.1. Schemat przepływu wód podziemnych przez wysad solny Dębina Fig. 3.1. Scheme of ground water flow through Dębina salt diapir 13,6 39,6 gru-93 13,2 48,4 mar-94 11,5 46 cze-94 11,2 12,7 55,3 wrz-94 1994r. +135m 56,8 gru-94 15,1 54,2 mar-95 13,7 51 cze-95 12,4 1995r. +125m 50,5 wrz-95 12,0 51,2 gru-95 20,4 39,2 mar-96 16,4 40,3 cze-96 14,2 1996r. +105m P/BEŁCHATÓW P/BEŁCHATÓW A - BEZ BARIERY ZABEZPIECZAJĄCEJ 43,1 wrz-96 13,6 47,2 gru-96 15,9 43,6 mar-97 15,2 43,7 cze-97 Zwierciadło wody Jony CL- Wydajność(m3/min) 13,5 1997r. +90m 53,9 wrz-97 13,4 56,1 gru-97 13,3 52,4 mar-98 14,4 56,6 cze-98 13,7 1998r. +80m 49,3 wrz-98 13,6 53,4 gru-98 64,1 mar-99 16,1 16,4 66,6 cze-99 15,1 66,1 12,9 84,7 1999r. +65m wrz-99 gru-99 B - Z BARIERĄ ZABEZPIECZAJĄCĄ Rys.3 Schemat przepływu wód podziemnych przez wysad solny "DĘBINA" 15,3 88,9 mar-00 14,8 103,2 cze-00 12,3 13,0 14,1 105,6 108,3 153,6 2000r. +49,5m wrz-00 gru-00 mar-01 173,9 13,3 cze-01 173,9 245,5 12,0 12,3 288,2 2001r. +39,3m wrz-01 gru-01 12,0 mar-02 284,8 11,9 cze-02 280,2 11,4 188,7 2002r. +30,8m wrz-02 220,1 11,0 11,7 gru-02 mar-03 309,3 9,4 cze-03 215,5 161,4 8,4 9,5 2003r. +25,6m wrz-03 gru-03 30 25 20 15 10 5 0 Rys. 3.2. Wykres zmian wydajności studni bariery i zawartości chlorków w pompowanej wodzie Fig. 3.2. The graph of the barrier effectiveness and an average content of Cl - ions in pumped out water Maksymalny poziom jonów Cl w rowie zbiorczym w latach 2002 2003 kształtował się na poziomie 280 310 mg/l. Aktualnie notuje się spadek do poziomu około 160 mg/l, który związany jest ze spadkiem wydajności studni o dużej zawartości jonów Cl oraz z wyłączaniem z eksploatacji studni o podwyższonej zawartości jonów Cl. 4. Założenia projektowe odwadniania pola Bełchatów i pola Szczerców Zgodnie z dotychczasowymi założeniami, pełna praca systemu odwadniania na polu Bełchatów przewidziana jest do 2017 roku, natomiast na polu Szczerców do 2032 roku. Obie daty związane są z zakończeniem eksploatacji węgla w obu odkrywkach. 273

L. SEWERYN i in. Ochrona środowiska wodnego w rejonie kopalni Bełchatów przed... Maksymalne obniżenie zwierciadła wody na polu Bełchatów osiągnie rzędne: -81 m npm w latach 2006 2017 zakładana rzędna dna odkrywki w tym czasie osiągnie 80 m npm, a na polu Szczerców 86 +10 m npm w latach 2021 2032 zakładana rzędna dna odkrywki w tym czasie 85 +30 m npm. Po zakończeniu eksploatacji nastąpi okres wypłycania wyrobisk poeksploatacyjnych mający na celu przystosowanie wyrobisk końcowych do funkcji zbiornika wodnego. Będzie on trwał: na P/Bełchatów w okresie 2018 2025, na P/Szczerców w okresie 2032 2050. Po 2017 roku na polu Bełchatów oraz po 2032 roku na Polu Szczerców, aż do 2050 roku tj. do rozpoczęcia napełniania zbiorników wodą, systemy odwadniania obydwu pól muszą funkcjonować w ograniczonym stopniu dla utrzymania stabilności nie napełnionych wodą zbiorników. 5. Aktualizacja koncepcji nowej bariery ochronnej 5.1. Idea funkcjonowania nowej bariery ochronnej wysadu W latach 2004 2005 funkcję istniejącej bariery przejmą studnie nowej bariery wysadu. Zadaniem nowej bariery ochronnej wysadu solnego Dębina jest podobnie jak w przypadku starej bariery, przeciwdziałanie przepływowi wód wokół wysadu i ewentualnie przez jego czapę, poprzez wypompowanie przez studnie bariery wód znajdujących się w pierścieniu pomiędzy barierą studni i wysadem solnym, a więc wód znajdujących się w bezpośrednim kontakcie ze strukturą wysadu i utworami solnymi, a także w systemie spękań czapy wysadu. Eksploatacja systemu odwadniania na P/Bełchatów i P/Szczerców spowoduje, że studnie nowej bariery muszą być przygotowane do wytworzenia depresji w otoczeniu wysadu około 280 m czyli do 90 m npm, a zatem ich głębokości muszą wynieść około 400 380 m [6]. Eksploatacja tych studni pozwoli na znaczne powiększenie depresji wokół wysadu Dębina tak, że będzie ona większa od depresji wytworzonej przez system odwadniania P/Szczerców i P/Bełchatów. Przewiduje się, że w skład nowej bariery wejdzie około 29 studni wokół wysadu z zasilaniem elektrycznym i grawitacyjnym odprowadzaniem wód. 5.2. Wymagane depresje w barierze wysadu Obecnie depresja na wysadzie utrzymywana jest przez studnie istniejącego starego układu bariery ochronnej. Układ ten w chwili obecnej praktycznie przestał spełniać swoje zadania. Z przeprowadzonej prognozy wynika, że od 2005 następował będzie spadek dopływu wód podziemnych do studni bariery wysadu z około 12,6 m 3 /min do około 8 9 m 3 /min i w roku 2017 tj. w chwili zakończenia eksploatacji na Polu Bełchatów. Będzie to najtrudniejszy okres czasu z punktu widzenie drenowania przez studnie bariery wód zmineralizowanych. Od roku 2017 wraz z rozpoczęciem procesu wypłycania wyrobiska poeksploatacyjnego na P/Bełchatów i podnoszeniem się zwierciadła wody w rejonie bełchatowskiego wyrobiska poeksploatacyjnego wzrastać będzie dopływ wód do studni wysadu. Osiągnie on około 23,76 m 3 /min w roku 2032 [6]. Wzrost dopływu wywołany będzie przez słodkie wody dopływające do studni bariery ze wschodu. Przewidywane wg koncepcji rzędne obniżenia zwierciadła wody na barierze w latach 2005, 2010, 2017, 2025, 2032 i 2045 przedstawiono na rysunku 5.1. 274

m npm WARSZTATY 2004 z cyklu Zagrożenia naturalne w górnictwie 30 25 20 0 dopływ wód podziemnych do bariery studni wysadu rzędna zwierciadła wód podziemnych w studniach bariery -20 21,75 23,76 40 50 30 10-10 m 3 /min 15 12,56-30 -50 10 5 7,79-90 -90-90 7,54-70 -90-110 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 Eksploatacja złoża P/Bełchatów Wypłycenie P/Bełchatów Eksploatacja złoża P/Szczerców Wypłycenie P/Szczerców Rys. 5.1. Prognoza zmian dopływu wód podziemnych do bariery wysadu solnego Dębina Fig. 5.1. Scheme of ground water inflow into Dębina salt diapir barrier (prognosis) Z chwilą rozpoczęcia wypłycania szczercowskiego wyrobiska poeksploatacyjnego dopływy do wysadu zaczną maleć. Zakończenie pracy bariery ochronnej może nastąpić po uzyskaniu praktycznie równego położenia zwierciadła wód podziemnych w obrębie wyrobisk końcowych obu pól eksploatacji złoża tj. do roku 2050, czyli do czasu rozpoczęcia napełniania wodą obu wyrobisk końcowych. 5.3. Prognozowane zmiany jakości wód pompowanych przez studnie nowej bariery wysadu W wyniku pracy studni nowej bariery drenowane będą wody znajdujące się w pierścieniu pomiędzy studniami i wysadem solnym. Mineralizacja tych wód wraz ze wzrostem obniżenia zwierciadła wód w barierze będzie wzrastać i może osiągnąć wartość powyżej 50 000 mg/dm 3, przy zawartości jonów Cl powyżej 30 000 mg/dm 3. Uruchomione studnie spowodują drenaż tych wód studniami bariery. Dopływać do nich będzie zarówno woda z rejonu wysadu jak i woda z obszaru znajdującego się na zewnątrz pierścienia. Najwięcej zasolonych wód dopływac będzie do studni do 2017 roku, kiedy osiągnięta zostanie na wysadzie maksymalna depresja. Przy założeniu że z rejonu wysadu drenujemy średnio 1 m 3 /min o stężeniu chlorków około 30 000 mg/dm 3, a z pozostałego rejonu około 9 m 3 /min bez chlorków średnie stężenie Cl we wszystkich pracujących studniach może wynosić średnio około 3 000 mg/dm 3. Należy jednak mieć cały czas na uwadze że rolą bariery studni nie jest ochrona wód zasolonych występujących w rejonie wysadu solnego, ale ochrona przed niekontrolowanym rozmyciem wysadu i przepływ zanieczyszczonych wód w kierunku systemu odwadniania P/Bełchatów, a w późniejszym okresie P/Szczerców. Według obecnych założeń przewiduje się, że wody o takiej mineralizacji chlorkowej (około 3000 mg/dm 3 ) będą odprowadzane do Strugi Żłobnickiej, co spowoduje w niej wzrost mineralizacji chlorkowej, a następnie do rzeki Widawki. 275 lata -130

L. SEWERYN i in. Ochrona środowiska wodnego w rejonie kopalni Bełchatów przed... 6. Podsumowanie 1. Zastosowany sposób ochrony stateczności rejonu struktury solnej wysadu Dębina oraz jakości wód kopalnianych od ujemnego wpływu wysadu poprzez zrealizowaną barierę ochronną studni depresyjnych wokół wysadu okazał się skuteczny w dotychczasowej praktyce. Pompowane obecnie wody bariery, których mineralizacja chlorkowa wraz ze wzrostem obniżenia zwierciadła wody w barierze w okresie 1993 2003 wzrosła maksymalnie do około 300 mg/dm 3 nie stanowi zagrożenia dla środowiska wodnego. 2. Dobra ochrona struktury wysadu i środowiska wodnego uwarunkowana jest realizacją nowej bariery, której lokalizacja została przesunięta na zewnątrz starej bariery, a głębokość docelowa studni będzie wynosić do 400 m. Początek pełnej eksploatacja nowej bariery powinien przypaść na 2005 rok. 3. W związku z przewidywanymi dużymi obniżeniami zwierciadła wód podziemnych w nowej barierze ochronnej do 90 m npm do 2017 roku celowe byłoby opracowanie prognozy zwiększania się mineralizacji pompowanych wód przez barierę. 4. Przewidywane spompowanie wód z walca górotworu znajdującego się w obrębie bariery ochronnej wskazuje na potrzebę dokładnego monitorowania osiadań i stateczności rejonu struktury wysadu. 5. W związku z przewidywanym wzrostem mineralizacji pompowanych wód z bariery uzasadnione byłoby stosowanie materiałów odpornych na korozję w konstrukcjach studziennych, monitoringowych i układach pompowych. Literatura [1] Seweryn i in. Sposób zabezpieczenia wód podziemnych przed ujemnym wpływem przepływu wody przez źródło zanieczyszczeń. Patent 273440 dokonany 29.06.1988 r. udzielony decyzją Urzędu Patentowego RP w dn. 28.10.1991 r. [2] Seweryn L. 1994: Ochrona wód kopalnianych przed ujemnym wpływem wysadu solnego Dębina. Materiały I Międzynarodowego Kongresu Górnictwa Węgla Brunatnego, Wrocław 2000, 217 224. [3] Seweryn L., Wojtkowiak B. 1995: Zagrożenia jakości i ochrona wód w rejonie Kopalni Bełchatów. Materiały Sympozjum Współczesne Problemy Hydrogeologii, Kraków-Krynica, 193 200. [4] Kompleksowa dokumentacja geologiczna złoża węgla brunatnego Bełchatów Pole Bełchatów. Praca zbiorowa Wrocław, PG 1983 (nie publikowana). [5] Uściślona prognoza wpływu wysadu solnego Dębina na jakość wód kopalnianych i koncepcja układu bariery zabezpieczającej. Opracowanie zbiorowe, Poltegor. Wrocław 1990 (nie publikowana). [6] Koncepcja nowej bariery ochronnej wysadu solnego Dębina wraz z uwarunkowaniami eksploatacyjnymi. Oprac. zbiorowe. Poltegor-projekt sp. z o.o. Wrocław 2002 (nie publikowana). Water environment protection in the Bełchatów lignite mine area against Dębina salt diapir related to the future lignite mining operations In the paper natural conditions of Dębina salt diapir occurrence and consequent hazards for water environment, due to mining operations at Bełchatów and Szczerców open pits located in its vicinity was discussed. The protective measures were presented as well as the principles of the protection well barrier operation around Dębina salt diapir, and up to date effects of the protective barrier. Well protective barrier concept actualization was discussed, relating to required depression and prognostic inflow into new protective barrier. 276 Przekazano: 21 marca 2004 r.