Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej...

13
WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie ____________________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 209 Mat. Symp. str. 209 221 Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej HAŁADUS** *Główny Instytut Górnictwa, Katowice **Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków Charakterystyka zagrożeń wodnych w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w związku z restrukturyzacją przemysłu węglowego Streszczenie Likwidacja kopalń i ich zatapianie powoduje powstawanie zbiorników wodnych o poje - mnościach dochodzących nawet do kilkunastu mln m 3 . W Górnośląskim Zagłębiu Węglowym rozszerza się więc obszar złóż węglowych obecnie, lub w przyszłości narażonych na wzrost zagrożenia wodnego. W pracy przedstawiono propozycję zmodyfikowanej klasyfikacji źródeł zagrożeń wodnych, która uwzględnia także kryteria wynikające głównie z fizyko -mechanicznej oceny skał i górotworu. W związku ze zmieniającą się sytuacją hydrodynamiczną jest ona lepiej dostosowana do istniejących warunków hydrogeologiczno – górniczych oraz geome- chanicznych górotworu i może stać się czynnikiem poprawy dokładności ocen możliwości i skali wystąpienia ewentualnego zagrożenia wodnego. 1. Wstęp W związku ze stale wzrastającą liczbą kopalń wyłączanych z ruchu, w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (GZW) powiększa się obszar tych części złóż czynnych kopalń węgla kamiennego, które narażone są na wzrost zagrożenia wodnego (rys. 1.1). Sprawą istotną stała się różnica w skali zagrożenia między tzw. okresem industrialnym (trwającym do końca lat 80. ubiegłego stulecia), a późniejszym obejmującym etap restrukturyzacji górnictwa. W okresie industrialnym, w pojedynczej kopalni tworzono od kilku do ponad stukilkudziesięciu podziemnych zbiorników wodnych o różnych pojemnościach (od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy i setek tysięcy m 3 wody). Generalnie stwarzały one zagrożenie wodne dla partii złoża, oddziału lub sporadycznie dla całej kopalni. Tam gdzie jest to możliwe, zatapianie wyrobisk górniczych kopalń wyłączonych z ruchu obejmuje znaczne partie złoża prowadząc do powstawania zbiorników o pojemnościach liczonych w milionach m 3 wody. Mogą one stanowić zagrożenie dla kopalni lub nawet dla kilku wzajemnie połączonych kopalń, a w przyszłości szczególnie mogą zagrażać ewentualnym robotom górniczym prowadzonym w przygranicznych partiach i resztkach złóż. Metody oceny i badań realizowanych dla określania sposobu i skuteczności zabezpieczenia przed zagrożeniem wodnym (filary bezpieczeństwa, korki i tamy wodne, pojemności, tzw. buforowych zbiorników wodnych dla pompowni lub wydzielonych na wypadek wdarcia wody) są rutynowo stosowane w kopalniach węgla. Prace dokumentacyjne, oceny i obliczenia wykonywane dla określenia skali zagrożeń i stosowanych zabezpieczeń, jednak nie w pełni uwzględniają zmiany zachodzące w środowisku geologicznym wskutek oddziaływania wody.

Transcript of Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej...

Page 1: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

209

Mat. Symp. str. 209 – 221

Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej HAŁADUS** *Główny Instytut Górnictwa, Katowice

**Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Charakterystyka zagrożeń wodnych w kopalniach Górnośląskiego

Zagłębia Węglowego w związku z restrukturyzacją przemysłu węglowego

Streszczenie

Likwidacja kopalń i ich zatapianie powoduje powstawanie zbiorników wodnych o poje-

mnościach dochodzących nawet do kilkunastu mln m3. W Górnośląskim Zagłębiu Węglowym rozszerza się więc obszar złóż węglowych obecnie, lub w przyszłości narażonych na wzrost zagrożenia wodnego. W pracy przedstawiono propozycję zmodyfikowanej klasyfikacji źródeł zagrożeń wodnych, która uwzględnia także kryteria wynikające głównie z fizyko-mechanicznej oceny skał i górotworu. W związku ze zmieniającą się sytuacją hydrodynamiczną jest ona lepiej dostosowana do istniejących warunków hydrogeologiczno – górniczych oraz geome-chanicznych górotworu i może stać się czynnikiem poprawy dokładności ocen możliwości i skali wystąpienia ewentualnego zagrożenia wodnego.

1. Wstęp

W związku ze stale wzrastającą liczbą kopalń wyłączanych z ruchu, w Górnośląskim

Zagłębiu Węglowym (GZW) powiększa się obszar tych części złóż czynnych kopalń węgla

kamiennego, które narażone są na wzrost zagrożenia wodnego (rys. 1.1).

Sprawą istotną stała się różnica w skali zagrożenia między tzw. okresem industrialnym

(trwającym do końca lat 80. ubiegłego stulecia), a późniejszym obejmującym etap

restrukturyzacji górnictwa. W okresie industrialnym, w pojedynczej kopalni tworzono od kilku

do ponad stukilkudziesięciu podziemnych zbiorników wodnych o różnych pojemnościach (od

kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy i setek tysięcy m3 wody). Generalnie stwarzały one

zagrożenie wodne dla partii złoża, oddziału lub sporadycznie dla całej kopalni. Tam gdzie jest

to możliwe, zatapianie wyrobisk górniczych kopalń wyłączonych z ruchu obejmuje znaczne

partie złoża prowadząc do powstawania zbiorników o pojemnościach liczonych w milionach

m3 wody. Mogą one stanowić zagrożenie dla kopalni lub nawet dla kilku wzajemnie

połączonych kopalń, a w przyszłości szczególnie mogą zagrażać ewentualnym robotom

górniczym prowadzonym w przygranicznych partiach i resztkach złóż.

Metody oceny i badań realizowanych dla określania sposobu i skuteczności zabezpieczenia

przed zagrożeniem wodnym (filary bezpieczeństwa, korki i tamy wodne, pojemności, tzw.

buforowych zbiorników wodnych dla pompowni lub wydzielonych na wypadek wdarcia wody)

są rutynowo stosowane w kopalniach węgla. Prace dokumentacyjne, oceny i obliczenia

wykonywane dla określenia skali zagrożeń i stosowanych zabezpieczeń, jednak nie w pełni

uwzględniają zmiany zachodzące w środowisku geologicznym wskutek oddziaływania wody.

Page 2: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

P. BUKOWSKI, M. BUKOWSKA, A. HAŁADUS – Charakterystyka zagrożenia wodnego ...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

210

0 5 10 km

6

R ejony i kop . zlikw idow ane

C Z

E C

H Y

O bszary ochranianych czynnych kopalń

- m ożliw e przyszłe, bezpośrednie zagrożenie

- m ozliw e zagrożenie w dalszych etapach

zatapiania kopalń likw idow anych

1

2

5

34

10

8 9

12

13

7

11

14

17

16

15

18

- w trakcie zatap ian ia

- odw . stacjonarne

lub odw adnia

kopaln ia sąsiednia

20

1921

2223

24

2526

27

28

29

30

R ejony odw adnian ia C entralnego

Z akładu O dw adniania K opalń

byłe kopaln ie:

1 - Saturn

2 - P aryż

3 - Sosnow iec

4 - P orąbka-K lim ontów

5 - N iw ka-M odrzejów

6 - G liw ice

7 - D ębieńsko

8 - P strow ski

9 - Szom bierk i

10 - P ow stańców Śląsk ich

11 - S iem ianow ice

12 - K atow ice i K atow ice-

K leofas

13 - Jan K anty

14 - G rodziec

15 - S iersza

16 - M orcinek

17 - 1-M aja

18 - C zeczott

19 - R ym er

20 - Ż ory

21 - R uch II kop. Janina

22 - P olska

23 - Ś ląsk-M atylda

24 - R ozbark

25 - W aw el

26 - Z abrze (P oręba)

27 - B obrek-M iechow ice

28 - Julian

29 - A ndaluzja

30 - Jow isz- odw adnianie głęb inow e

- odw adnie stacjonarne

P ozostałe byłe kopaln ie

lub ich części:

Rys. 1.1. Szkic sytuacyjny kopalń węgla kamiennego w GZW – skala procesu restrukturyzacji i obszary złoża czynnych kopalń narażone na wzrost zagrożenia wodnego

Fig. 1.1. The situation sketch of hard coal mine in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) – the scale of the restructurisation process and areas of active mines’ deposits that are exposed on the increase

of water hazard

Wypowiedzi różnych autorów dotyczące roli badań fizyko-mechanicznych skał w aspekcie

przewidywania zagrożeń wodnych wskazują na ich ważność i duże znaczenie

(Konstantynowicz i in. 1974; Konopko 2004; Rogoż 2004). W wielu pracach stwierdzenia te są

często niejednoznaczne i ogólnikowe oraz rzadko wskazuje się w nich na szerokie spektrum

ewentualnego wykorzystania wyników tych badań. Podobnie charakterystyka źródeł

zagrożenia wodnego, przed którym należy zabezpieczać czynne roboty górnicze odbiega od

aktualnych potrzeb, warunków i narastającej skali potencjalnego zagrożenia wodnego.

2. Zagrożenia wodne w kopalniach węgla w GZW w okresie restrukturyzacji kopalń

Zagrożenia wodne są wynikiem określonego sposobu prowadzenia eksploatacji górniczej

w pobliżu ich źródeł. Rozróżnia się dwie główne grupy źródeł zagrożeń wodnych – o nieogra-

niczonej i ograniczonej swobodzie ruchu wody (Konstantynowicz i in. 1974; Rogoż 2004).

Podział ten generalnie odzwierciedla potrzeby i warunki eksploatacji prowadzonej przed

i w trakcie tzw. okresu industrialnego. Na etapie postępującej restrukturyzacji górnictwa

i tworzenia w sąsiedztwie kopalń czynnych zbiorników o pojemnościach rzędu milionów m3

wody, podział ten zdaniem autorów artykułu należy zmodyfikować.

Page 3: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

211

Największą liczbę wdarć wody do kopalń węgla kamiennego w okresie powojennym

odnotowano w latach 1959-1968 (Rogoż 2004), co spowodowane było gwałtownym,

aczkolwiek sztucznie wywołanym „zapotrzebowaniem” na węgiel, które z końcem lat 70.

sięgało wartości 200 mln ton/rok. To „zapotrzebowanie” na węgiel doprowadziło do budowy

nowych kopalń oraz rozbudowy istniejących i to zarówno w kierunku poziomym jak i w głąb

złoża. Rozwijanie frontów eksploatacyjnych przebiegało w warunkach ogólnego wzrostu

zagrożeń naturalnych, jak: wstrząsy, tąpnięcia, wybuchy pyłu węglowego, pożary itp.

(Konopko 2004a). W tym okresie odnotowano istotny wzrost zagrożenia wodnego

przejawiający się wzrostem liczby wdarć wody (rys. 2.1).

1945 20001950 1960 1970 1980 1990 2005

0

5

10

15

20

25

30L iczba w darć

L ata

Rys. 2.1. Wdarcia wody do kopalń węgla kamiennego w latach 1945 – 2000 wg M. Rogoża (2004) uzupełnione o informacje za okres 2000 – 2004

Fig. 2.1. Water inrush to the hard coal mine from 1945 to 2000 according to M. Rogoż (2004) supplemented with information from the time period 2000 – 2004

Sposób eksploatacji z głównym celem zaspokojenia „zapotrzebowania” na węgiel nie

uwzględniał, lub w nieznacznym tylko stopniu uwzględniał uboczne efekty takiej „ilościowo

wydajnej” eksploatacji górniczej. Jej skutki dotyczyły niemal wszystkich aspektów

oddziaływania eksploatacji górniczej na bezpieczeństwo i środowisko, czego przykładem może

być np. liczba ponad 300 tąpnięć/rok na przełomie lat 40. i 50. (Ragus i Zygadłowicz 1994)

oraz ponad 320 niezlikwidowanych zalewisk, które w latach 1945-87 wystąpiły w GZW na

powierzchni terenu w poeksploatacyjnych nieckach obniżeniowych.

Na początku lat 70. eksploatacja górnicza prowadzona była już na szeroką skalę

z zastosowaniem coraz to bardziej nowoczesnych technik i z wdrażaniem coraz to bardziej

nowoczesnych metod przeciwdziałania i ograniczania zagrożeń wodnych (np. przez likwidację

źródła zagrożenia itp. - Wilk 2003; Rogoż i Posyłek 2000; Szczepański i in. 1998; Haładus i in.

2001). W tym okresie, oprócz zastosowania metod ograniczania zagrożeń wodnych i

wdrożenia zmodernizowanych przepisów prawa (nakazujących m.in. likwidację źródeł

zagrożenia wodnego), eksploatacja górnicza w znaczącym stopniu spowodowała odwodnienie

górotworu. W takich warunkach, liczba wdarć wody do czynnych wyrobisk górniczych w

Page 4: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

P. BUKOWSKI, M. BUKOWSKA, A. HAŁADUS – Charakterystyka zagrożenia wodnego ...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

212

istotnym stopniu została ograniczona. Od końca lat 90. odnotowano już tylko dwa wdarcia wód

do wyrobisk górniczych (rys. 2.1).

Jednocześnie należy podkreślić, że aktualny proces likwidacji kopalń i ich zatapianie jest

procesem bardzo ograniczonym z uwagi na konieczność ochrony kopalń czynnych. Stąd

w kopalniach zlikwidowanych, np. włączonych do struktur Centralnego Zakładu Odwadniania

Kopalń (CZOK) SRK S.A. prowadzi się odwadnianie wyrobisk górniczych (rys. 1.1),

utrzymując zwierciadło wody na bezpiecznym poziomie (poniżej przelewu wody do kopalni

sąsiedniej). Najwyższy poziom zwierciadła wody w rejonach odwadniania CZOK, jak dotąd

nie osiągnął głębokości mniejszej niż 200 m, a najczęściej w poszczególnych rejonach

odwadniania utrzymywany jest na głębokości z okresu tuż przed likwidacją kopalni,

najczęściej znacznie przekraczając 400 m. Z chwilą zaistnienia okoliczności umożliwiających

uwolnienie zwierciadła wody w kopalniach zlikwidowanych (np. odcięcie kopalni

zlikwidowanej tamą wodną), a tym samym podniesienia rzędnej piętrzenia, można oczekiwać

wzrostu zagrożenia wodnego dla sąsiednich czynnych i perspektywicznych pól eksploatacji.

Rozwiązania przewidujące spiętrzenie wód w zrobach kopalń likwidowanych uzasadnia się

zwykle koniecznością obniżenia ilości odpompowywanych wód i obniżenia kosztów

odwadniania.

Pomimo znacznego postępu naukowo-technicznego w ocenie zagrożeń wodnych

i metodach prewencji należy zwrócić uwagę na fakt, iż niektóre zabezpieczenia przed

zagrożeniami, ze względów technicznych lub ekonomicznych nie mogą być, lub mogą być

zastosowane w bardzo ograniczonym zakresie (np. otamowanie lub odwadnianie zbiornika).

Wynika to między innymi z wielkości zbiorników aktualnie tworzonych w zlikwidowanych

kopalniach, współwystępowania innych zagrożeń naturalnych, a także z ładunku soli

i zanieczyszczenia wód retencjonowanych w zbiornikach, które ewentualnie mogą być

zrzucane do cieków powierzchniowych. Niebagatelną rolę odgrywają tu koszty zabezpieczeń

oraz ewentualne koszty odwodnienia zabezpieczającego lub awaryjnego.

Mając na uwadze skalę możliwych przyszłych zagrożeń wodnych, z którymi można będzie

się zetknąć w projektowaniu robót górniczych, zwłaszcza przy współwystępowaniu innych

zagrożeń naturalnych, należy zwrócić uwagę na charakterystykę ich źródeł z uwzględnieniem

możliwości zastosowania prewencji przeciwzagrożeniowej w warunkach zróżnicowanego

zachowania się skał i górotworu pod wpływem procesu zatapiania.

3. Charakterystyka źródeł i skali zagrożeń wodnych w kopalniach węgla

Według obowiązującej klasyfikacji źródeł zagrożenia wodnego do I grupy, o tzw.

nieograniczonej swobodzie ruchu wody, zalicza się: powierzchniowe cieki i zbiorniki wodne

oraz zatopione wyrobiska górnicze i pustki krasowe. Grupę II stanowią źródła zagrożeń o tzw.

ograniczonej swobodzie ruchu wody, do których zalicza się: uskoki, szczeliny i warstwy

wodonośne oraz niezlikwidowane otwory wiertnicze (Konstantynowicz i in. 1974; Rogoż

2004).

W związku ze zmieniającą się sytuacją hydrodynamiczną i skalą zagrożeń wynikających

z procesów restrukturyzacji górnictwa w GZW, słusznym wydaje się rozważenie możliwości

dokonania pewnych zmian w obecnie obowiązującej klasyfikacji źródeł zagrożeń wodnych.

Rozszerzenie jej do trzech grup pozostawałoby w zgodzie z ideą podziału pierwotnego,

a jednocześnie umożliwiałoby dokładniejsze określenie warunków wystąpienia potencjalnego

zagrożenia wodnego, a tym samym przynosiłoby konkretne oszczędności.

Page 5: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

213

Do I grupy źródeł zagrożenia wodnego oprócz przyjętych za E. Konstantynowiczem

i innymi (1974) powierzchniowych cieków i zbiorników wodnych oraz zatopionych pustek

krasowych można byłoby, zdaniem autorów niniejszej pracy, zaliczyć część zatopionych

wyrobisk górniczych. W I grupie dotychczas znajdowały się faktycznie wszystkie zbiorniki

w wyrobiskach górniczych. Spośród wyrobisk górniczych można natomiast wydzielić

wyrobiska korytarzowe, w tym: szyby i niewyrabowane oraz wyrabowane chodniki

w otoczeniu górotworu mocnego i ewentualnie średniego. Celowym byłoby także włączenie do

tej grupy wyrobisk poeksploatacyjnych w otoczeniu mocnego górotworu, w którym

wytrzymałość na ściskanie skał (Rc), jest znacząco większa niż wartość ciśnienia pionowego

górotworu, a wytrzymałość resztkowa (Rcr) jest zbliżona do wartości ciśnienia pionowego

górotworu – rys. 3.1 (Bukowska i Bukowski 2005).

Rys. 3.1. Przykładowe charakterystyki przebiegu niszczenia próbek średnioziarnistych piaskowców

karbońskich z obszaru GZW, o krańcowo różnej wytrzymałości na ściskanie Fig. 3.1. The example of characteristics of the run destroying the medium-grained samples of

carboniferous sandstone from USCB of extremally different strengh stress

Dotyczy to zwłaszcza wytrzymałości skał badanych w stanie nasycenia wodą, np. nasycenia

kapilarnego (Bukowski 1999; Bukowska i Kidybiński 2001), a nie w stanie powietrzno-

suchym. Wskazane byłoby ponadto, aby skały otaczające eksploatowany pokład węglowy,

zwłaszcza o średniej wytrzymałości, jak na skały karbońskie w GZW, były nierozmakalne

i bardzo trudno lub trudno rozmywane (wg normy BN-70/0471-01 – Klasy i charakterystyki

rozmywalności skał. Obecnie najbardziej aktualną jest norma PN-ISO 10753).

Mając na względzie bardzo zróżnicowany charakter wytrzymałościowo-odkształceniowy

skał karbońskich GZW, co zilustrowano na przykładzie próbek piaskowca średnioziarnistego

mocnego i słabego (rys. 3.1), należy spodziewać się bardzo zróżnicowanego przebiegu

zaciskania zrobów poeksploatacyjnych. Przejawiać się to może istotną zmianą współczynnika

pojemności wodnej zrobów „c”, wyznaczanego przez M. Rogoża (1974). Przebieg i czas

zachodzenia zmian w pojemności wodnej zrobów zawałowych może być bardzo zróżnicowany

i zależy od wielu czynników powodujących zmiany pojemności od chwili zaistnienia zawału

chaotycznego, aż do czasu wygaszenia poeksploatacyjnych ruchów powierzchni i później do

momentu ewentualnej ponownej aktywacji zrobów związanej z procesem ich zatapiania –

rys. 3.2 (Bukowski 2004).

siła, kN

100

przemieszczenie [mm] 0,0 0,50

stan powietrzno-suchy (ps) stan nasycenia kapilarnego (nk)

1,50

próbka 1 Rc(ps) = 106,8 MPa Rcr(ps) = 15,7 MPa Rc(nk) = 77,7 MPa Rcr(nk) = 7,5 MPa

probka 2 Rcps = 8,9 MPa Rcr(ps) = 1,0 MPa Rcnk = 5,7 MPa Rcr(nk) = 0,9 MPa

1,00

25

piaskowiec średnioziarnisty

Page 6: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

P. BUKOWSKI, M. BUKOWSKA, A. HAŁADUS – Charakterystyka zagrożenia wodnego ...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

214

c

t

c [-]

t0 t1

c c c

0,0

cH

cNct0

t0 t1

t1

Rys. 3.2. Hipotetyczna zmiana wartości współczynnika pojemności wodnej zrobów od stanu nasypowego (cN) do współczynnika na określonej głębokości (cH) w przedziale czasowym: zawał chaotyczny (t0) –

niecka obniżeniowa (t1) wg P. Bukowskiego (2004) Fig. 3.2. The Hipothetical changes of the value of water volume coefficient of goafs from the mound state

(cN) to the coefficient on the given depth (cH) in the time period: chaotic cave (t0) – post mining subsidence trough (t1) according to P. Bukowski (2004)

Generalnie, w otoczeniu górotworu scharakteryzowanego jako mocny, oczekiwana jest

wysoka stateczność wyrobisk górniczych i wolnych przestrzeni, niewiele zmieniająca się

w bardzo długim okresie, nawet pod wpływem oddziaływania wody. Wody tej grupy można

uznać za charakteryzujące się nieograniczoną, lub jak dla wyrobisk górniczych bardzo wysoką

swobodą ruchu. Skala zagrożenia w takim przypadku mierzona byłaby pojemnością zbiornika,

przepustowością ewentualnego połączenia i możliwością odbioru wód w rejonie odwadniania

oraz możliwością zabezpieczenia czynnych wyrobisk lub jej brakiem.

Drugą grupę źródeł zagrożeń wodnych mogłyby stanowić, zgodnie z obowiązującą

klasyfikacją, uskoki i szczeliny wodonośne oraz warstwy wodonośne, dodatkowo

z wyrobiskami górniczymi, które nie zostały zaliczone do grupy I i strefy zeszczelinowacenia

poeksploatacyjnego. Do II grupy źródeł zagrożeń wodnych można zaliczyć zbiorniki lub

skupiska wody, np. powstałe wśród zasypanych szybów i wyrabowanych chodników

w otoczeniu górotworu o średnich parametrach fizyko – mechanicznych. Dotyczy to zwłaszcza

wyrobisk wykonanych w obrębie górotworu zbudowanego ze skał słabo i średnio

rozmakalnych i średnio rozmywalnych, jak również wyrobisk poeksploatacyjnych (zrobów)

położonych w otoczeniu górotworu, w którym wytrzymałość na ściskanie skał badanych

w stanie nasycenia wodą jest zbliżona do wartości ciśnienia pionowego górotworu, a wytrzy-

małość resztkowa w około 50% odpowiada wartości pionowego ciśnienia górotworu. W tej

grupie powinno się zdaniem autorów także umieścić zroby doszczelnione podsadzką,

popiołami i półpłynnymi mieszaninami odpadów. Oczekiwana jest średnia lub nieco niższa

stateczność wyrobisk górniczych i wolnych przestrzeni w górotworze, w którym zmiany,

zwłaszcza pod wpływem działania wody, zachodzą w stosunkowo krótkim czasie. Wody tej

grupy można uznać za charakteryzujące się średnio ograniczoną lub średnią swobodą ruchu.

Do grupy III można byłoby zaliczyć niezlikwidowane otwory wiertnicze, zwłaszcza

małośrednicowe, które dotychczas klasyfikowane były do grupy II (Konstantynowicz i in.

1974; Rogoż 2004). Dodatkowo można byłoby włączyć do tej grupy wyrobiska górnicze, które

nie zostały zaliczone do I i do II grupy źródeł zagrożenia wodnego, w tym położone

w otoczeniu górotworu bardzo słabego o znacznej odkształcalności skał (rys. 3 – próbka 2)

oraz wyrobiska poeksploatacyjne (zroby) zlokalizowane w górotworze, w którym

Page 7: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

215

wytrzymałość na ściskanie i wytrzymałość resztkowa skał, zwłaszcza badanych w stanie

nasycenia wodą, jest znacząco mniejsza niż wartość ciśnienia pionowego górotworu. W tej

grupie powinny znaleźć się także wyrobiska doszczelniane dobrze zestalającymi się

mieszaninami popiołowo wodnymi. Ponadto można do niej zaliczyć zbiorniki występujące

w zrobach w otoczeniu głównie iłowców zaliczanych do rozmakalnych i łatwo lub bardzo

łatwo rozmywalnych. Oczekiwana jest zatem niska lub bardzo niska stateczność wyrobisk

górniczych i wolnych przestrzeni w górotworze. Wszelkie zmiany w środowisku

geologicznym, zachodzące szczególnie pod wpływem oddziaływania wody, występują

w krótkim i bardzo krótkim okresie. W przepływach wody występują duże opory hydrauliczne,

a wody w tej grupie mogą znajdować się pod znacznym ciśnieniem i charakteryzują się

ograniczoną swobodą ruchu.

Dodatkowym kryterium dla poszczególnych grup źródeł zagrożenia wodnego powinien być

bilans wodny, ale indywidualnie rozpatrywany dla każdego przypadku, zwłaszcza

uwzględniający wielkość zasilania oraz najbardziej niekorzystny i najlepszy wariant odbioru

wody na wypadek jej wdarcia i po jego ewentualnym zaistnieniu. Przyczynkiem do

uwzględnienia tego kryterium niech będzie sytuacja Rejonu Pstrowski (CZOK), gdzie

zaistniało niebezpieczeństwo utraty zdolności technicznych przez wzmocnioną tamę izolacyjną

w przekopie „Belfort” i wdarcia się wód zza przestrzeni otamowanej - ze zbiornika o ogólnej

pojemności około 35.000 m3 wody (w tym: około 18.400 m3 w zrobach i wyrobiskach

korytarzowych, 4.300 m3 w szczelinach poeksploatacyjnych i 12.300 m3 wody wchłoniętej

przez górotwór), położonego na poziomie 575 m, do rejonu odwadniania polowego na

poziomie 825 m (Bukowski 1999, 2002). Według P. Bukowskiego i in. (2001) przerwanie

tamy może doprowadzić nie tylko do utraty zdolności odwodnieniowych pompowni polowej

na poziomie 825 m, dla której stworzono bufor pojemnościowy na granicy możliwości

neutralizacji takiego zagrożenia, lecz także do trwałej zmiany warunków i wielkości zasilania

w wodę zbiornika odwadnianego (rys. 3.3). Zmiana ilości wód dopływających i odbieranych w

jednym miejscu kopalni, może w praktyce w innym jej rejonie, uniemożliwić bezpieczne

funkcjonowanie innej pompowni, przewidzianej na mniejszy dopływ i o mniejszej pierwotnej

wydajności odwadniania.

W -116 (1993)

V = 35.000 m 3

tam a w przekopie "B elfort"

szyb S taszic szyb G igantpoziom 575 m

poziom 825 m

W - 148 (2000)

V = 1 .570.000 m 3

zb iorn ik buforow y o pojem ności około V = 25.000 m 3

odw adnianie polow e

sum aryczny dopływ do rejonu zbiornika

w ynosi około Q = 7 ,3 m /m in

aktualny odbiór na poziom ie 575 m

3

sum aryczny dopływ do rejonu zbiornika

w ynosi około Q = 6 ,3 m /m in

aktualny odbiór na poziom ie 825 m

3

spływ aw aryjny - konieczność

trw ałego odbioru na poziom ie 825 m

dopływ u w iększego o ponad 100%

Rys. 3.3. Szkic sytuacyjny potencjalnego zagrożenia wodnego dla systemu odwadniania w obrębie zlikwidowanej kopalni Pstrowski (Rejon Pstrowski – CZOK)

Fig. 3.3. The situation sketch of potential water hazard for the de-watering system in the area of abandoning hard coal mine Pstrowski

Page 8: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

P. BUKOWSKI, M. BUKOWSKA, A. HAŁADUS – Charakterystyka zagrożenia wodnego ...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

216

Przedstawiony wyżej przykład dotyczy zbiornika na poziomie 575 m, rozpatrywanego jako

źródła zagrożenia należącego do grupy I, a wg zmodyfikowanej klasyfikacji zaproponowanej

przez autorów w niniejszej pracy, częściowo także do grupy II. Znaczna wytrzymałość skał

i górotworu powoduje, że oczekiwana jest wysoka pojemność zbiornika i duża swoboda

przemieszczania się blisko 53% jego wód, a także przewidywany dobry stan dróg spływu wód

i małe opory hydrauliczne. Pozostałe około 47% wód zbiornika może mieć średnią zdolność

przemieszczania się. Jest to zatem zbiornik o wodach o różnej zdolności ruchu (jak większość

zbiorników w kopalniach węgla), w którym bardzo wysoką swobodę ruchu ma tylko część

wód. Stąd, jak pokazuje powyższy przykład, dla oceny ewentualnego zagrożenia wodnego

i możliwości jego neutralizacji, bezwzględnie należy oszacowywać charakter wód i udział

poszczególnych jej rodzajów w zbiorniku.

4. Zapobieganie zagrożeniom wodnym ze strony likwidowanych wyrobisk górniczych

Jak pokazują dotychczasowe doświadczenia, zagrożenie wodne może zaistnieć niezależnie

od wielkości zbiornika wód dołowych, lecz skutki jego wystąpienia mogą być różne

w zależności od okoliczności wdarcia i warunków w rejonie zagrożonym. Nawet małe

zbiorniki wodne o pojemności rzędu kilkunastu m3 wody mogą zagrozić życiu ludzi

pracujących na dole, co M. Rogoż i E. Posyłek (2000) przedstawili na przykładzie zdarzenia

w byłej kopalni Mikulczyce – Rokitnica – obecnie CZOK (Rejon Pstrowski). W innych

okolicznościach wdarcie wody ze zbiornika, nawet o znacznej wielkości (pojemności), może

zostać opanowane przez stworzenie w rejonie zagrożonym rezerwy (bufora) pojemności, lub

może być zneutralizowane przez wystarczające zabezpieczenie systemu głównego

odwadniania (wydajność odwadniania i pojemność chodników wodnych). Możliwości takiej

może nie być w przypadku wdarcia, do którego doszłoby ze zbiorników o pojemności od

kilkuset tysięcy do milionów m3 wody.

Rozważania dotyczące ewentualnej możliwości, a zwłaszcza skutków wdarcia, powinny

opierać się na ocenie udziału w zbiorniku poszczególnych rodzajów wód – wód o różnych

zdolnościach do przemieszczania się (Bukowski 2002), co zwłaszcza wtedy jest istotne, gdy

zbiornik zagrażający ma wysoki udział wód o wysokiej swobodzie ruchu (patrz rozdział 3).

W podobny sposób należy rozważać skuteczność zbiorników buforowych jako zabezpieczeń

przeciwzagrożeniowych (wydzielone partie wyrobisk – zrobów, do których przewiduje się

skierowanie wody na wypadek wdarcia) oraz tzw. zbiorników retencyjnych i awaryjnych

w pompowniach głębinowych, rzadziej stacjonarnych (rys. 3.3). Możliwości prewencyjne

i zabezpieczające tego rodzaju zbiorników w znacznej mierze zależą nie tyle od ich ogólnej

pojemności, ile od udziału różnych rodzajów pojemności, zwłaszcza tych zdolnych do

szybkiego przejęcia wód. Taki sposób oceny zabezpieczeń w kopalni czynnej i likwidowanej

ma bezpośredni związek z oceną pojemności powiązanej z oceną stateczności wyrobisk

górniczych i wolnych przestrzeni w zróżnicowanych warunkach litologicznych, strukturalnych

i wilgotnościowych wpływających na wytrzymałość skał i górotworu. Ocena skuteczności tego

rodzaju zabezpieczeń przed wdarciem wody (pojemności buforowych zbiorników wodnych)

oraz prognozowania zatapiania kopalń od wielu lat prowadzona jest różnymi metodami,

wykorzystującymi zarówno wyniki obserwacji empirycznych, jak też różne sposoby obliczeń

(Rogoż 2004; Bukowski 2002, 2003). Przed rozpoczęciem zatapiania wyrobisk kopalni

likwidowanej ocena taka obejmuje przede wszystkim analizę ewentualnej łączności

hydraulicznej pomiędzy kopalniami w tym stateczności i wodoszczelności filarów

Page 9: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

217

granicznych, korków podsadzkowych i tam wodnych oraz ocenę skuteczności systemów

odwadniania wyrobisk górniczych, które utrzymują zwierciadło wody w likwidowanych

kopalniach na bezpiecznej wysokości.

W okresie funkcjonowania górnictwa podziemnego wypracowanych zostało szereg metod

oceny zagrożeń wodnych i sposobów zabezpieczeń przeciwzagrożeniowych (odwadnianie,

ocena stateczności i szczelności filarów, korków i tam itp.). Większość z tych metod

przedstawiono w publikacjach Politechniki Śl. (Sztelak 1971, 1991), AGH (Wilk 2003;

Szczepański i in. 1998, 1998a) i GIG (Konstantynowicz i in. 1974; Rogoż 1991, 2004).

Szacowanie wymiarów filarów, tam i korków, które miałyby stanowić zabezpieczenie

przed zagrożeniem wodnym opiera się na znanych z literatury fachowej wzorach

obliczeniowych, przystosowywanych niejednokrotnie i zalecanych dla warunków GZW.

W większości wzorów, zwłaszcza stosowanych do obliczeń filarów poziomych, tam i korków,

wykorzystuje się oznaczone lub obliczone parametry fizyko – mechaniczne skał, a w przypa-

dku zlikwidowanych szybów kopalnianych także korzysta się z tych parametrów, lecz

określanych dla materiałów skalnych – zasypowych (Stałęga i in. 1998; Palarski 2000;

Andrusiewicz 2001; Bromek i Bukowski 2002; Mazurkiewicz i Piotrowski 2004), jak:

wytrzymałość na ścinanie, ściskanie i rozciąganie, a także urabialność skał, kąt tarcia

wewnętrznego skał, ciężar objętościowy, ściśliwość i przepuszczalność podsadzki, budulca lub

materiału skalnego itp. Parametry fizyko – mechaniczne znaczane są najczęściej dla warunków

wilgotności badanych skał i materiałów określanych jako powietrzno – suche, a do obliczeń

wprowadza się dodatkowo różnego rodzaju współczynniki bezpieczeństwa głównie z uwagi na

tzw. osłabienie strukturalne górotworu (Konstantynowicz i in. 1974). Pomimo wskazywania na

znaczenie czynnika strukturalnego, wykonane na podstawie badań oceny jakości górotworu

w rejonach filarów należą raczej do rzadkości. Wartości współczynników bezpieczeństwa

w zależności od wzoru obliczeniowego oraz od szerokości i wytrzymałości zabezpieczeń

zmieniają się od 1,5 (dla relacji podanych przez Krajewskiego, por. Konstantynowicz i in.

1974) do 8 w formułach zaproponowanych przez E. Konstantynowicza i innych (1974).

Mając na uwadze coraz większe znaczenie problematyki zagrożeń wodnych w procesie

likwidacji kopalń oraz sygnalizowane już w latach 80 i 90 możliwe problemy z zabezpie-

czeniem powierzchni terenu po ich likwidacji (Szelak i in. 1986; Rogoż i in. 1995; Bukowski

1995; Bukowski i Augustyniak 2005) warto zadać pytanie czy stosowane dotychczas metody

oceny tego zagrożenia można przystosować do przewidywanych potrzeb. Autorzy niniejszego

artykułu sądzą, że niektóre zagadnienia wymagają dalszych oraz szerszych badań i obserwacji.

Powyższe dotyczy w szczególności ocen pojemności zbiorników wód dołowych, a głównie

stabilności pojemności w zbiornikach tworzonych w wyrobiskach górniczych w ich części

roboczej i buforowej oraz filtracji wód przez filary i strefy górotworu oddzielające kopalnię

czynną od zbiornika wodnego, a także stateczności filarów i zabezpieczeń w podziemnej

i przypowierzchniowej części kopalni. Badania te powinny uwzględniać zmiany nasycenia

górotworu wodą i współwystępowanie innych zagrożeń naturalnych, np. wstrząsów górotworu.

Powinno się także rozszerzyć zakres analizowanych czynników środowiska geologicznego

i warunków hydrogeologiczno – górniczych, a zwłaszcza traktowanych dotychczas

marginalnie badań geomechanicznych, jako czynników wpływających na prawidłowość oceny

możliwości wystąpienia zagrożenia wodnego.

Biorąc pod uwagę sposób pozyskiwania wyników badania parametrów fizyko –

mechanicznych skał karbońskich do oceny wytrzymałości filarów bezpieczeństwa nasuwa się

uwaga o potrzebie badań „in situ” (przegląd metod w: Kidybiński 1982) określających stopień

Page 10: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

P. BUKOWSKI, M. BUKOWSKA, A. HAŁADUS – Charakterystyka zagrożenia wodnego ...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

218

strukturalnego osłabienia górotworu, a także badań innych czynników osłabienia skał

i górotworu, zwłaszcza w warunkach oddziaływania wody (Bukowska i Kidybiński 2001).

Badania własności geomechanicznych skał i materiałów skalnych dla różnych stanów

zawilgocenia mogą w przyszłości pomóc w dokładniejszym ustalaniu wartości współczyn-

ników bezpieczeństwa wykorzystywanych we wzorach stosowanych do obliczeń szerokości

i wytrzymałości filarów granicznych oraz filarów bezpieczeństwa tworzonych na granicy

kopalń czynnych i likwidowanych. Odpowiedni dobór metod badawczych może także pomóc

we właściwym wyborze sposobów i środków zabezpieczeń przed zagrożeniem wodnym i może

przyczynić się do poprawy dokładności szacowania parametrów takich zabezpieczeń.

5. Podsumowanie

Wraz z obserwowanym zarówno w pionie, jak i poziomie przyrostem obszarów kopalń

podlegających procesowi zatapiania wyrobisk, rozszerza się obszar złóż kopalń węglowych

aktualnie lub w dalszej perspektywie narażonych na wzrost zagrożenia wodnego. Jednocześnie,

w ostatnich kilku latach, notuje się spadek tego zagrożenia wyrażający się brakiem zdarzeń

o charakterze wdarć wody do czynnych wyrobisk górniczych. Podobne obserwacje czynione są

w odniesieniu do innych zagrożeń naturalnych. Sytuacja ta jest wynikiem kurczenia się

obszarów eksploatacji górniczej, stosowaniem nowoczesnych metod oceny i przeciwdziałania

tym zagrożeniom, w tym wprowadzeniem w życie doskonalszych przepisów Prawa

geologicznego i górniczego oraz przepisów BHP. Ważnym czynnikiem obniżającym

zagrożenie wodne w kopalniach węgla jest ogromny zasięg i zakres zdrenowania górotworu

i odwodnienia wielu starych, pierwotnie zawodnionych wyrobisk górniczych.

W związku z likwidacją coraz większych obszarów górniczych tworzy się wiele nowych

antropogenicznych zbiorników wodnych o pojemnościach liczonych w mln m3 wody. Wraz

z procesem spiętrzania wód w zlikwidowanych kopalniach przewidywać należy zarówno

wzrost niekontrolowanych przepływów wód w kierunku najbliższych baz drenażu (odwa-

dnianych wyrobisk), jak i wzrost nasycania się wodą górotworu wokół zatapianych wyrobisk

górniczych. Tym samym przewiduje się w przyszłości wzrost zagrożeń wodnych, których

źródłem mogą stać się ogromne zbiorniki utworzone w wyrobiskach zlikwidowanych kopalń

i warstwy ponownie nawodnionego górotworu. Na tej podstawie autorzy artykułu uznali, że

zmodyfikowanie klasyfikacji oceny źródeł zagrożenia wodnego w kopalniach węgla w GZW

jest potrzebne.

Posługując się przesłankami wynikającymi między innymi z badań fizyko-mechanicznych

własności skał karbońskich GZW, zwłaszcza wytrzymałości na ściskanie oraz wytrzymałości

resztkowej skał, badanych dla różnych stanów wilgotności, a także wynikami badań jakości

masywu skalnego, wstępnie zaproponowano rozszerzenie oceny źródeł zagrożenia wodnego

z dwu do trzech grup. Zdaniem autorów niniejszej pracy, taka rozszerzona ocena pełniej

opisuje charakter i skalę ewentualnego zagrożenia wodnego. Według przedstawionej w niniej-

szej pracy propozycji podziału źródeł zagrożenia wodnego na grupy, do poszczególnych z nich

można byłoby zaliczyć:

– do I grupy, oprócz powierzchniowych zbiorników cieków wodnych i pustek krasowych,

można byłoby zaliczyć także część wyrobisk górniczych, zwłaszcza korytarzowych,

położonych w otoczeniu strukturalnie i litologicznie górotworu mocnego i mało

wrażliwego na oddziaływanie wody, własnościami wytrzymałościowymi skał znacznie

przewyższającymi ciśnienie pionowe górotworu,

Page 11: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

219

– do II grupy, oprócz uskoków, szczelin i warstw wodonośnych można byłoby zaliczyć

również strefy wpływów eksploatacji w zasięgu szczelin poeksploatacyjnych, wyrobiska

górnicze, w tym: częściowo zlikwidowane, wyrabowane, podsadzone i doszczelniane,

położone w otoczeniu górotworu o średnich parametrach wytrzymałościowych skał,

zbliżonych do wartości ciśnienia pionowego górotworu i średnio wrażliwych na

oddziaływanie wody,

– do III grupy, oprócz niezlikwidowanych otworów wiertniczych można byłoby zaliczyć

również wyrobiska górnicze, które nie zostały zaliczone do I i do II grupy źródeł

zagrożenia wodnego, w tym położone w otoczeniu górotworu bardzo słabego o znacznej

odkształcalności skał, w którym wytrzymałość na ściskanie i wytrzymałość resztkowa skał,

szczególnie tych badanych w stanie powietrzno-suchym (większe Rc), jest znacząco

mniejsza niż wartość ciśnienia pionowego górotworu, a także wyrobiska doszczelniane

dobrze zestalającymi się mieszaninami popiołowo-wodnymi. Środowisko geologiczne

można określić jako bardzo wrażliwe na oddziaływanie wody.

Wraz z zaproponowanymi modyfikacjami w ocenie źródeł zagrożenia wodnego oraz

w prognozowaniu pojemności podziemnych zbiorników wodnych i skuteczności zabezpieczeń

przeciwzagrożeniowych, wskazano na potrzebę szerszego niż dotychczas zastosowania badań

fizyko-mechanicznych skał i górotworu, proponując jednocześnie wykorzystanie wyników

badania skał dla różnego stopnia nasycania ich wodą. Autorzy ponadto uważają, że

interpretacja geomechaniczna zjawisk zachodzących w górotworze w wyniku procesu

zatapiania wyrobisk górniczych, w tym szczególnie w odniesieniu do oceny zabezpieczeń

przeciwzagrożeniowych (w tym dla zbiorników buforowych), jest obecnie dokonywana zbyt

schematycznie i skrótowo, często bez bezpośredniego wykonywania badań dla analizowanej

lokalizacji zabezpieczenia, które w każdym przypadku powinny być wymagane.

Praca naukowa została sfinansowana ze środków MNiI (KBN) jako projekt badawczy własny

nr 5T12B03724 realizowany w latach 2003-2005

Literatura

[1] Andrusiewicz W. 2001: Dobór materiału zasypowego dla potrzeb likwidacji wyrobisk szybowych. Materiały Konferencji „Szkoła Eksploatacji Podziemnej 2001”, nr 48, Szczyrk 2001, 373 – 384.

[2] Bromek T., Bukowski P. 2002: Ocena przepuszczalności materiałów zasypowych używanych do likwidacji szybów kopalnianych. Przegląd Górniczy nr 11/2002. 18–23.

[3] Bukowska M., Kidybiński A. 2002: Wpływ czynników naturalnych masywu skalnego na jego wytrzymałość określoną metodami in situ i laboratoryjną. Prace naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko. Katowice, Kwartalnik nr 1/2002. 35–46.

[4] Bukowska M., Bukowski P., 2005: Uwagi dotyczące wpływu zawodnienia na ocenę skłonności górotworu do tąpań dla obszarów granicznych kopalń czynnych i zlikwidowanych w GZW. Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej 75. Seria Konferencje 41. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 2005. 49–58.

[5] Bukowski P., 1995: Możliwości wystąpienia niekorzystnych zmian warunków wodnych na powierzchni terenu wskutek likwidacji odwadniania kopalni. Prace naukowe GIG, seria konferencje nr 3. Konferencja naukowo-techniczna nt.: Ochrona powierzchni i obiektów budowlanych przed szkodami górniczymi. Katowice. 191–195.

[6] Bukowski P., 1999: Chłonność wodna górotworu i jej wpływ na przebieg zatapiania likwidowanych kopalń. Praca doktorska. Archiwum GIG. Katowice.

Page 12: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

P. BUKOWSKI, M. BUKOWSKA, A. HAŁADUS – Charakterystyka zagrożenia wodnego ...

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

220

[7] Bukowski P., 2002: The water storage capacity of the carboniferous rock mass and its impact on the flooding process of mine workings in the Upper Silesian Coal Basin. Archives of Mining Sciences, vol. 47, Issue 3, Kraków. 385–412.

[8] Bukowski P., 2003: Wybrane aspekty metodyczne prognozowania procesu zatapiania kopalń. Mat. Symp. pt.: Współczesne problemy hydrogeologii. Tom XI, cz. 1. Gdańsk, 2003. 259-264.

[9] Bukowski P., 2004: Próba oceny pojemności wodnej luźnego rumoszu skalnego dla potrzeb określania pojemności wodnej zrobów zawałowych. Wiadomości Górnicze nr 11/2004. Katowice. 472–479.

[10] Bukowski P., Rogoż M., Ligenza J., Augustyniak I., Mazur D., Chećko J. 2001: Zatapianie głęboko położonych wyrobisk górniczych w rejonie dna niecki bytomskiej. Przegląd Górniczy, nr 11/2001 z erratą w nr 2/2002 (s. 14). Katowice. 21–31.

[11] Bukowski P., Augustyniak I. 2005: Analiza zjawisk związanych z zaprzestaniem odwadniania wyrobisk górniczych na przykładzie byłej kopalni „Maria”. Miesięcznik WUG nr 1(125)/2005. Katowice. 13–21.

[12] Haładus A., Szczepański A., Zdechlik R., 2001: Projektowany docelowy model odwadniania KWK Saturn. Zeszyty Naukowe AGH, Kwartalnik Geologia. T.27, z.2–4

[13] Kidybiński A., 1982: Podstawy geotechniki kopalnianej. Wydawnictwo Śląsk. Katowice. [14] Konopko W. red., 2004: Strategia poprawy bezpieczeństwa pracy w kopalniach węgla kamiennego.

Wydawnictwa GIG, Katowice. Wydanie 2. [15] Konopko W. red. 2004a: Raport roczny (2003) o stanie podstawowych zagrożeń naturalnych

i technicznych w górnictwie węgla kamiennego. Wyd. Głównego Centrum Bezpieczeństwa Górniczego GIG. Katowice.

[16] Konstantynowicz E., Bromek T., Piłat T., Posyłek E., Rogoż M., 1974: Wyznaczanie filarów bezpieczeństwa dla ograniczenia zagrożenia wodnego w kopalniach węgla kamiennego. Prace GIG, Komunikat nr 615. Wyd. GIG, Katowice.

[17] Mazurkiewicz M., Piotrowski Z., 2004: Problemy likwidacji kopalń podziemnych. Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej, seria z perlikiem, nr 14. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo Dydaktyczne AGH, Kraków.

[18] Palarski J. 2000: Likwidacja kopalń a zagrożenia dla środowiska. Materiały Konferencji „Szkoła Eksploatacji Podziemnej 2000”, Szczyrk 2000, 461–476.

[19] Ragus E., Zygadłowicz T., 1994. Rys historyczny występowania tąpań. Przegląd Górniczy nr 2,1–3. [20] Rogoż M., Posyłek E., 2000: Problemy hydrogeologiczne w polskich kopalniach węgla

kamiennego. Zespół Wydawnictw i Usług Poligraficznych Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice.

[21] Rogoż M., 1974: Pojemność wodna zrobów w kopalniach węgla kamiennego. Prace GIG, Komunikat nr 628. Katowice.

[22] Rogoż M., 1991: Obliczanie tam wodnych w kopalniach. Prace GIG, Komunikat nr 760. Katowice.

[23] Rogoż M., 2004: Hydrogeologia kopalniana z podstawami hydrogeologii ogólnej. Zespół Wydawnictw i Usług Poligraficznych Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice.

[24] Stałęga S., Golec D., Mrowiec Z., Guzik P. 1998: Zasady likwidacji szybów i wyrobisk przyszybowych w kopalniach węgla kamiennego. Poradnik techniczny. Prace GIG: Instrukcje nr 6.

[25] Szczepański A., Adamczyk A.F., Haładus A., Zdechlik R., 1998: O celowości zmian systemów odwadniania likwidowanych kopalń węgla kamiennego. Mat. VII Konferencji nt.: Problemy geologii i ekologii w górnictwie podziemnym, Ustroń-Zawodzie 7–9 październik 1998. Katowice. 215–229.

[26] Szczepański A., Adamczyk A.F., Haładus A., Zdechlik R., 1998a: Propozycja zmian systemu odwadniania likwidowanych kopalń w północnej i północno-wschodniej części GZW. Hydrogeologia obszarów zurbanizowanych i uprzemysłowionych, tom poświęcony Jubileuszowi Profesora Andrzej Rożkowskiego, red. Andrzej T. Jankowski. Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach nr 1718, Katowice. 220–228.

[27] Sztelak J., Kapuściński T., Szczepański W., Cempiel E., 1986: Ujęcie wód kopalnianych dla celów przemysłowych i pitnych w aspekcie ochrony powierzchni terenu w północno-wschodniej części Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego. Mat. Konf. nt.: Postęp naukowy i techniczny w geologii górniczej węgla kamiennego. Zeszyty Naukowe Politechniki Śl., nr 900, Górnictwo, z. 149, Gliwice. 371–381.

Page 13: Przemysław BUKOWSKI*, Mirosława BUKOWSKA*, Andrzej …warsztatygornicze.pl/wp-content/uploads/2005-19.pdf · 2014-02-13 · WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

WARSZTATY 2005 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________

221

[28] Sztelak J., 1971: Osiadanie powierzchni spowodowane osuszeniem nadkładu oraz nowe kryteria dla określania filarów bezpieczeństwa. Prace GIG. Komunikat nr 468. Katowice.

[29] Sztelak J., 1991: Hydrogeologia górnicza i sposoby zwalczania zagrożeń wodnych w kopalniach podziemnych. Skrypty uczelniane Politechniki Śl. nr 1624. Wydawnictwa Politechniki Śl., Gliwice.

[30] Wilk. Z. red., 2003: Hydrogeologia polskich złóż kopalin i problemy wodne górnictwa, cz. 1. Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.

The characteristics of water hazard in mines in the Upper Silesian Coal

Basin in the connection with the restructurisation of coal mine industry

The abandoning of mines and their flooding cause forming of water reservoirs with volumes reaching even a few tens million cubic meter. In the Upper Silesian Coal Basin (USCB) area of coal deposits that are presently or in the future exposed to the growing water hazard is being extended. In the article there is presented a proposition of modified classification of water hazard sources which covers criteria coming mainly from physical and mechanical assessment of rocks and the rock mass. In connection with changing hydrodynamic situation in the USCB the modified classification fits better to hydro-geological, mine and geo-mechanical conditions of the rock mass and may become the factor leading to the improvement of accuracy of the assessment of the possibility and the scale of occurring of optional water hazard.

Przekazano: 18 marca 2005 r.