WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

394

Mat. Symp. str. 394–406

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.

P. STEFANEK, A.SERWICKI – Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most …

395

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 m3

odpadów. Zgodnie

z prognozami produkcji do roku 2042 konieczne jest zapewnienie możliwości deponowania

dalszych 314 mln m3 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 01 04 81– odpady z flotacyjnego wzbogacania węgla inne niż wymienione w 01

04 80. 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

WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

396

wodę odprowadza się do pompowni skąd tłoczona jest do Zakładów Wzbogacania Rud, gdzie

jest ponownie wykorzystywana w procesie flotacji.

Rys. 2.1. Widok "z lotu ptaka" na Obiekt Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych „Żelazny Most". fot. archiwum KGHM O/ZH.

Fig. 2.1. 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

P. STEFANEK, A.SERWICKI – Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most …

397

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. 3.1. Zagęszczacz służący do zagęszczania odpadów (fot. Outotec).

Fig. 3.1. 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

WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

398

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. 4.1. 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. 4.1. 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).

P. STEFANEK, A.SERWICKI – Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most …

399

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. 2.2. Trójwymiarowy model hydrogeologiczny składowiska Żelazny Most - układ siatki i warstw modelu w ujęciu aksonometrycznym wygenerowany w środowisku GMS, za Świdziński i in. (2013).

Fig. 4.2. 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. m3/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 m3/d, co jest wartością kilkukrotnie mniejszą

WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

400

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. 4.3.

Rys. 4.3. Zawartość wody w odpadzie w zależności od jego gęstości, za Jawell i Fourie (2002).

Fig. 4.3. The water kontent in the waste depending on density (Jawell, Fourie 2002).

5. Bezpieczeństwo Obiektu

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.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

ZA

WA

RT

OŚ

Ć

WO

DY

[m

3]

GĘSTOŚĆ ODPADÓW [t/m3]

P. STEFANEK, A.SERWICKI – Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most …

401

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. 5.1. Przekrój poprzeczny przez zaporę OUOW Żelazny Most (DHV Hydroprojekt 2013).

Fig. 5.1. 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.).

WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

402

Rys. 5.2. Zależność wytrzymałości odpadów na ścinanie od zawartości frakcji stałej w odpadach (Jawell,

Fourie 2002).

Fig. 5.2. 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

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.

0

50

100

150

200

20 25 30 35 40 45 50 55 60

WY

TR

ZY

MA

ŁO

ŚC

OD

PA

DÓ

W

NA

ŚC

INA

NIE

[P

a]

ZAWARTOŚĆ FAZY SATAŁEJ [%]

P. STEFANEK, A.SERWICKI – Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most …

403

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).

WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

404

Rys. 7.1. Przykład dobrze wykonanej rekultywacji: Obiekt Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych Gilów, fot. archiwum KGHM O/ZH.

Fig. 7.1. 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

stateczności obiektu

Minimalne lub brak Potencjalnie znaczące- dotyczy

zwłaszcza obwałowań

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

P. STEFANEK, A.SERWICKI – Ograniczenie oddziaływania OUOW Żelazny Most …

405

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, 13-36.

[2] Australian Government Department of Resources Energy and Tourism, Leading practice suitable development program for the mining industry 2007: Tailings Management, 28-49.

[3] BHP Billiton 2009: Tailings storage facility design report, 69-90. [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. 101-111.

[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).

WARSZTATY 2014 z cyklu: Górnictwo – człowiek – środowisko: zrównoważony rozwój

406

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 m3 of tailings by 2016. 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.