wpływ odkrywkowej eksploatacji kopalin na...
TRANSCRIPT
Wpływ odkrywkowej eksploatacji kopalin na środowisko
dr hab. in ż. Jacek Szczepi ński
„Poltegor – Instytut”Instytut Górnictwa Odkrywkowego
• oddziaływanie bezpośrednie prowadzące do zmiany dotychczasowego sposobu zagospodarowania powierzchni terenu wskutek zmniejszenia powierzchni biologicznie czynnej, na skutek wielkoobszarowych przekształceń powierzchni ziemi (wyrobiska i zwałowiska) oraz budowy nowych obiektów przemysłowo-administracyjnych;
• oddziaływanie pośrednie będące skutkiem odwodnienia górotworu (oddziaływanie na wody podziemne i powierzchniowe, osiadanie i odkształcanie powierzchni terenu, spadek plonowania upraw, zanik wody w ujęciach), zmian naprężeń w skałach (wstrząsy sejsmiczne).
Rodzaje oddziaływa ń górnictwa odkrywkowego na środowisko naturalne:
• przeobrażenia powierzchni terenu;
• zniszczenie pokrywy glebowej w obszarze górniczym;
• zmiany stosunków wodnych w górotworze i na powierzchni;
• zanieczyszczenia powietrza;
• ponadnormatywna emisja hałasu;
• wstrząsy sejsmiczne;
• wpływ na przyrodę ożywioną – florę i faunę;
• powstanie odpadów i ścieków pochodzące z działalności kopalni i odwodnienia.
Oddziaływanie górnictwa odkrywkowego na elementy środowiska
• Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze;
• Ustawa z dnia 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko;
• Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska;
• Ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody;
• Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach;
• Ustawa z dnia 10 lipca 2008 r. o odpadach wydobywczych;
• Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne;
• Ustawa z dnia 3 lutego 1995 r. o ochronie gruntów rolnych i leśnych.
Akty prawne
Przeobra żenia powierzchni terenu (1)
WyszczególnienieZE PAK S.A. PGE GiEK S.A.
RazemAdamów Konin Be łchatów Turów
Nabyto [ha] 6 339 14 223 11 220 5 326 37 108
Przekazano-sprzedano
Ogółem [ha] 3 804 8 626 3 895 1 728 18 053
w tym:Nieprzekształcone [ha] 262 2 321 2 490 277 5 350
Zrekultywowane [ha] 3 542 6 136 1 574 1 451 12 703
Stan posiadania na koniec 2015 roku [ha] 2 535 5 597 7 325 3 598 19 055
• powstanie nowych form rzeźby terenu zmian w morfologii w postaci sztucznych zagłębień (wyrobiska) i wyniesień (zwałowiska zewnętrzne i wewnętrzne);
• zniszczenie pokrywy glebowej w obrębie wyrobiska, zwałowiska zewnętrznego, obiektów pomocniczych, co skutkuje wyłączeniem dużych obszarów z użytkowania rolniczego i leśnego;
Źródło: Ministerstwo Energii
Przeobra żenia powierzchni terenu (2)
Fotografie: PGE GiEK S.A. O/KWB Bełchatów i O/KWB Turów, ZE PAK KWB Konin S.A.
Osiadanie terenu
Na wielkość osiadania terenu ma wpływ przede wszystkim obecność utworów piaszczystych o dużych miąższościach w połączeniu z dużym obniżeniem zwierciadła wód podziemnych w tych utworach.
Dla określenia wartości prognozowanych osiadań, niezbędna jest znajomość: następujących elementów;
• budowy geologicznej;
• zmian położenia zwierciadła wody;
• parametrów geotechnicznych gruntu (moduł ściśliwości, stała konsolidacji).
0 4km
S
2
200
150
100
50
0
m n.p.m.
239.8
PV-12
PV-14
212.1
225.6
PV-13 PV-10
223.9
PV-11
221.0214.7
211.2 213.8
PV-9PV-8
PV-7
211.6 212.6 212.5 214.6
PV-6PV-5
PV-4PV-3
203.5
211.8 210.0
198.3
PV-1PIV/V-1
PV-2 PW-41
1 2 3 4 75 6 8 9
206.0
PW-346
214.8
PW-335
179.3
PVIII-5
178.6
PVIII-1-1BIS
198.2202.8
193.9
PVII/VIII-260/29
60/31
183.9190.2 184.8
182.7
58/38
PVII/VIII-3-1
BL/P22
58/36
178.3 177.1
PVIII-2 PVIII-3
182.0
PVIII-4
NP/Bełchatówmaksymalny zasięg leja depresyjnego maksymalny zasięg leja depresyjnego
1 - Utwory porowate, przepuszczalne, 2 - Utwory nieprzepuszczalne i słabo przepuszczalne,3 - Utwory szczelinowo - krasowe, 4 - Węgiel brunatny, 5 Granica między utworami kenozoicznymi i mezozoicznymi, 6 - Uskoki, 7- piezometry i otwory badawcze, 8 - Pierwotne zwierciadło wód podziemnych, 7 - Obniżone zwierciadło wody
Obni żenie zwierciadła w ód podziemnych pod wpływem odwadniania
Źródło: Szczepiński,2004
Naruszenie równowagi naprężeniowo - deformacyjnej w strukturach tektonicznych wskutek zmian fizyko-chemicznymi skał wywołanych pracami górniczymi
Wstrz ąsy sejsmiczne
Źródło: Stec,Jończyk,2004
Drgania parasejsmiczne wywołane robotami strzałowymi
Drgania górotworu wywołane działalnością ludzką (robotami strzelniczymi), w odróżnieniu od drgań sejsmicznych powstałych przy trzęsieniach ziemi.
Źródło: Grześkowiak, Patla, 2017
• emisje zorganizowane pochodzące ze spalania oleju napędowego;
• emisje niezorganizowane zgrupowane w trzech miejscach:
- w wyrobisku górniczym z powierzchni pozbawionych roślinności oraz ze skarp i półek,
- na zwałowisku wewnętrznym przy jego formowaniu i z nie zrekultywowanych powierzchni,
- w obrębie ciągów technologicznych kładów KTZ;
• emisje gazowe z otworów technicznych w rejonie złoża
Zanieczyszczenia powietrza
Główne źródła hałasu w kopalni odkrywkowej
• prace i urządzenia związane urabianiem i transportem nadkładu i surowca ciągami przenośników taśmowych lub samochodami, zwałowanie nadkładu,
• praca załadowni surowca,
• praca urządzeń pomocniczych na wyrobisku, zwałowisku i w rejonach przyległych do wyrobiska
• tereny przemysłowe wokół wyrobiska.
Emisja hałasu
Zmiany stosunków wodnych w górotworze i na powierzc hni
Lej depresji kopalni - strefa obniżonego zwierciadła wód podziemnych poziomach wodonośnych objętych wpływem odwadniania kopalni. Jako zasięg przyjmuje się taką odległość, w której zwierciadło wody podziemnej uległo pod wpływem drenażu górniczego obniżeniu o 1 metr w stosunku do średniego stanu wieloletniegoSłownik hydrogeologiczny, 1997
Lej depresji kopalni - strefa obniżenia powierzchni piezometrycznej wywołanej odwadnianiem poziomów wodonośnych przez kopalnię. Zasięg l.d.k. to odległość od punktu największego obniżenia powierzchni piezometrycznej (zwykle w miejscu drenażu wód podziemnych) do miejsca, w którym to obniżenie praktycznie zanika Słownik hydrogeologiczny, 2002
Czynniki wpływaj ące na rozw ój leja depresji
• budowa geologiczna złoża i jego otoczenia oraz warunki hydrogeologiczne;
• wielkość odkrywki i głębokość odwadniania;
• czynniki meteorologiczne;
• ujęcia wód podziemnych;
• sieci hydrograficzna.
Dopływy do KWB Bełchatów (Jończyk, Szczepiński, 2004)
RZ. WIDAWKA
RZ. WIDAWKA
RZ. RADOMKA
RZ. WARTA
RZ. WARTA
PAJĘCZNO
SZCZERCÓW
BEŁCHATÓW
RADOMSKO
RZ.
WA
RTA
GRANICA ZLEWNI WIDAWKI
0 4 8 12km
N
LINIE OTWORÓW OBSERWACYJNYCH
ZASIĘG LEJA DEPRESYJNEGO s=1m
1976
1985
1999
2003
P/SZCZERCÓW
P/BEŁCHATÓWWYSAD SOLNY
GZWP 323
GZWP 408
Rozwój leja depresji leja depresji w KWB Bełchatów
Źródło: Jończyk, Szczepiński, 2004
• utrata lub zmniejszenie przepływu w ciekach powierzchniowych na skutek malejącego dopływu wód podziemnych i powierzchniowych lub bezpośredniej ucieczki wody z nieuszczelnionych koryt rzecznych;
• obniżenie zwierciadła wód powierzchniowych w naturalnych i sztucznych zbiornikach wodnych;
• obniżenie zasobów wód podziemnych w poziomach wodonośnych będących pod wpływem odwadniania,
• zmiana składu chemicznego wód podziemnych wywołana zmianami geochemicznymi zachodzącymi w strefie odwodnionego górotworu lub uruchomieniem drenażu wód zasolonych z głębokiego podłoża.
Wpływ odwadniania na środowisko przyrodnicze
• zmniejszenie stanu uwilgotnienia gleb, użytków zielonych oraz gruntów ornych;
• obniżenie zasobności wodnej na obszarach lasów i siedliskach bagiennych;
• odkształcenie terenu na skutek odwodnienia górotworu;
• obniżenie poziomu wód gruntowych, skutkujące zanikiem wody w płytkich studniach gospodarskich;
• obniżenie ciśnienia piezometrycznego w warstwach leżących pod utworami słabo przepuszczalnymi, skutkujące obniżeniem zwierciadła wody w studniach.
Wpływ odwadniania na środowisko przyrodnicze oraz infrastruktur ę
• stan wyjściowy, typ i charakteru gospodarki wodnej gleb (w tym charakteru warstw podglebowych);
• skład mechaniczny profilu glebowego oraz wielkość naturalnej retencji wodnej gleb;
• użytkowanie terenu i związany z tym dobór roślin uprawnych;
• warunki meteorologiczne, głównie w okresach wegetacji gleb;
• upływ czasu od momentu zaistnienia procesu osuszania.
Czynniki decyduj ące o charakterze wpływu leja depresji na poziom przypowierzchniowy i gleby
Rekultywacja i zagospodarowanie terenuRekultywacja - nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowanym albo zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg.
Zagospodarowanie - rolnicze, leśne lub inne użytkowanie gruntów zrekultywowanych.
Rekultywacja Zagospodarowanie
Przystosowanie wyrobiska do wybranego kierunku zagospodarowania
− rolnicze: grunty orne, pastwiska, łąki i inne− leśne: lasy iglaste, liściaste, polikultury leśne− rekreacyjne lądowe: działki, boiska− rekreacyjne wodne: kąpieliska spływy wodne, wędkarstwo, retencja, hodowla, inne− specjalne lądowe: budownictwo specjalne, ochrona obiektów górniczych, inne
Według: Kociszewska - Musiał 1990
Fotografie: PGE GiEK S.A. O/KWB Bełchatów i O/KWB Turów,
Rekultywacja i zagospodarowanie terenu – przykłady ( 1)
• problemy geotechniczne związane z istnieniem stromych skarp i budującym je specyficznym materiałem, zwłaszcza w przypadku zwałowisk wewnętrznych oraz z falowaniem wiatrowym;
• problemy z jakością wody, wynikające przede wszystkim z przemian chemicznych związków powstałych z utleniania siarczków żelaza;
• problemy wynikające ze stabilizacji zwierciadła wody w zbiorniku końcowym na rzędnej różniącej się od naturalnego poziomu zwierciadła wód podziemnych
Zagro żenia środowiska zwi ązane z rekultywacj ą wodn ą