Wpływ odkrywkowej eksploatacji kopalin na środowisko

dr hab. in ż. Jacek Szczepi ński

„Poltegor – Instytut”Instytut Górnictwa Odkrywkowego

Stan wiedzy

• 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

Rozwój leja depresji w warstwach wodono śnych

Źródło: Fiszer, 2015

• 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)

Rekultywacja i zagospodarowanie terenu – przykłady ( 2)

Fotografia: PGE GiEK S.A. O/KWB Bełchatów

Zbiorniki poeksploatacyjne rejonu Konina

Fotografie: ZE PAK KWB Konin S.A.

• 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

Dziękuj ę za uwagę