Participation of quaternary aquifers in groundwater inflow to mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB)

• Autorzy: Różkowski K. , Różkowski A. , Sołtysiak M.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2015-0028

Warianty tytułu

PL

Udział wodonośnych utworów czwartorzędowych w procesie zawodnienia kopalń górnośląskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Upper Silesian Coal Basin (USCB) is situated within Variscean depression in the southern Poland. Mining of the hard coal, ore and sand deposits in the USCB has a long-lasting tradition. Exploitation Has been carried out with both – open pit and mainly underground operations. The intensity of water inflows to mines depends on geogenic and technological factors. Among geogenic factors the main one is occurrence of thick water – bearing Quaternary sediments in the roof of Carboniferous ore deposits. Among technological factors the essential influence on the inflows to the mine workings have: time, depth and surface of exploitation, as well as drainage intensity.

PL

Górnośląskie Zagłębie Węglowe (GZW) jest niezależnym regionem hydrogeologicznym. W jego zasięgu wydziela się dwa subregiony hydrogeologiczne: północno-wschodni ( I) i południowo-zachodni (II), o odmiennych układach i warunkach hydrogeologicznych. Granicę między subregionami wyznacza zasięg występowania zwartej pokrywy ilastych, izolujących podłoże, utworów miocenu. W zasięgu subregionu I czwartorzędowe poziomy wodonośne znajdują się w więzi hydraulicznej z poziomami wodonośnymi karbonu lub triasu. W subregionie II więź hydrauliczna między karbońskimi i czwartorzędowymi poziomami wodonośnymi występuje tylko w zasięgu erozyjnych okien hydrogeologicznych w utworach miocenu. Na obszarze GZW obserwuje się wyraźne zróżnicowanie miąższości i wykształcenia litologicznego pokrywy utworów czwartorzędowych. Wspomniane utwory są reprezentowane przez piaszczysto-gliniaste osady, których miąższości wahają się w granicach od dziesiętnych metra do ponad 120 m. W zasięgu rejonów górniczych czwartorzędowe poziomy wodonośne są intensywnie drenowane przez wyrobiska górnicze kopalń głębinowych węgla i rud cynkowo-ołowiowych oraz odkrywkowych surowców okruchowych. Eksploatacja górnicza prowadzona jest na skalę przemysłową przez okres ponad dwustu lat. Zawodnienie kopalń jest zróżnicowane i uzależnione od czynników geogenicznych oraz górniczo-technicznych prowadzonej eksploatacji. Przeprowadzone badania wykazały, iż w zawodnieniu kopalń głębinowych podstawowe znaczenie posiada infiltracja wód z czwartorzędowego nadkładu w przepuszczalne podłoże. Aktywność procesu przesączania się wód w podłoże jest uwarunkowana przepuszczalnością, miąższością i wodonośnością utworów czwartorzędowych, udrożnieniem skał serii złożowej długotrwałą eksploatacją oraz odwadnianiem skał aktywnym drenażem górniczym. Utwory czwartorzędowe w obrębie GZW podlegają drenażowi nie tylko w wyniku pośredniego wpływu górnictwa węgla kamiennego, czy rud cynku i ołowiu, ale także są bezpośrednim obiektem eksploatacji, podlegając koniecznemu odwodnieniu. Nagromadzenia bilansowe piasków podsadzkowych udokumentowano, bądź tylko wstępnie rozpoznano dla potrzeb górnictwa węgla kamiennego, wskazując jako najzasobniejsze rejony kopalnych i współczesnych dolin rzecznych Białej i Czarnej Przemszy. Fragmenty dolin i kotlin wypełnionych plejstoceńskimi osadami klastycznymi o wysokiej przewodności objęto granicami Głównych Zbiorników Wód Podziemnych: GZWP nr 453 Biskupi Bór, GZWP nr 455 Dąbrowa Górnicza.

Słowa kluczowe

EN

Upper Silesian Coal Basin; USCB; Quaternary sediments; mining of hard coal; ore and sand deposits; water inflow to mines

PL

Górnośląskie Zagłębie Węglowe; GZW; czwartorzęd; eksploatacja górnicza; zawodnienie kopalń

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, no. 1
• Strony: 419--437
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Różkowski K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Environmental Engineering and Mineral Processing, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Różkowski A.

• Silesian University of Technology, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Sołtysiak M.

• Silesian University of Technology, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

Bibliografia

• [1] Bielec B., Tomaszewska B., 2010. Operat wodnoprawny w związku z przełożenie koryta potoku Jaworznik do rowu WIII/1a w rejonie sektora 3 Pola Siersza Kopalni Piasku DB Schenker Rail S.A. w Jaworznie. Maszynopis.
• [2] Bradecki W., Dubiński J., 2005. Wpływ restrukturyzacji polskiego górnictwa węgla kamiennego na poziom zagrożeń naturalnych. Arch. Min. Sci., Vol. 50, No 1.
• [3] Bukowski P., 2002. Chłonność wodna górotworu karbońskiego i jej wpływ na przebieg zatapiania wyrobisk górniczych kopalń węgla kamiennego w GZW. Arch. Min. Sci., Vol. 47, No 3.
• [4] Chmura A., 1997. Poziomy wodonośne czwartorzędu. [W:] Użytkowe wody podziemne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. PIG, Warszawa: 51-53.
• [5] Doktorowicz-Hrebnicki S., Kaszyńska-Makowska B., 1975. Mapa geologiczna Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. skala 1:100 000. Wydanie H – Mapa grubości nadkładu czwartorzędowego. Wyd. Geol., Warszawa.
• [6] Grabara M., 2006. Zawodnienie kopalń węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym i warunki je kształtujące. Arch. WNoZ – U. Ś., Sosnowiec.
• [7] Haładus A., Kania J., Kulma R., 2007. Badania modelowe zmian stosunków wodnych w obrębie złoża piasków na obszarze górniczym Szczakowa III. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 23, z. 1, 139-152.
• [8] Jakóbczyk S., Kowalczyk A., 2009. Skład chemiczny wód podziemnych w rejonie zatopionej Kopalni piasku Kuźnica Warężyńska w świetle badań modelowych. Biuletyn PIG, nr 436, 165-173.
• [9] Jureczka J., Dopita M., Gałka M., Krieger W., Kwarciński J., Martinec P., 2005. Atlas geologiczno-złożowy polskiej i czeskiej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. skala 1:200 000. PIG, Warszawa.
• [10] Kawalec T., Patorski R., 1998. Dokumentacja hydrogeologiczna dyspozycyjnych zasobów wód podziemnych dla obszaru triasu chrzanowskiego. Krakowskie Przedsiębiorstwo Geologiczne „ProGeo” Sp. z o.o., Kraków.
• [11] Kleczkowski A. S. ed., 1990. Główne zbiorniki wód podziemnych w Polsce – własności hydrogeologiczne, jakość wód, badania modelowe i poligonowe. Wyd. AGH, Kraków, 120 s.
• [12] Kotas A., 1985. Structural evolution of the Upper Silesian Coal Basin (Poland). Congress Int. Strat. Geo. Carb. Rend. 3, Madrid, 459-469.
• [13] Kotlicka G.N., 1964. Mapa wodonośności czwartorzędu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Arch. PIG, Oddział Górnośląski, Sosnowiec.
• [14] Kotlicki S., 1958. Wodonośność utworów czwartorzędowych w świetle zagadnienia gospodarki wodą na Górnym Śląsku. Przegląd Geologiczny, nr 2, 64-66.
• [15] Kowalski J., 1993. Mapa odpływu podziemnego zlewni Górnej Wisły. Arch. Inst. Hydrogeol. i Geol. Inż. AGH, Kraków.
• [16] Kozłowski S., 1986. Surowce skalne Polski. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• [17] Kropka J., 2006. Infiltracja efektywna w rejonie odkrywkowej kopalni piasku Maczki Bór. Przegl. Górn., nr 12, 45-53.
• [18] Kropka J., 2007. Dopływy do odkrywkowych kopalń piasku w rejonie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [W:] XIII Sympozjum „Współczesne problemy hydrogeologii”, Kraków – Krynica. Wyd. AGH, 813-820.
• [19] Kropka J., 2009. Changes in the water inflow to the Central Pumping Station Bolko in Bytom. Biul. PIG, nr 436, 301-308.
• [20] Kropka J., Rubin H., 1989. Czwartorzędowe zbiorniki wód podziemnych regionu górnośląskiego i problemy ich ochrony. [W:] Mat. Konf. Pr. Nauk. Inst. Geot. Polit. Wrocławskiej, nr 58.
• [21] Kropka J., Wróbel J., 2000. Hydrogeological problems concerning open digging of filling sands in the area of Upper Silesian Coal Basin (southern Poland). 7th IMWA Congress. Mine Water and Envirnoment, Ustroń, Poland: 555-564.
• [22] Kropka J., Wróbel J., 2001. Przekształcenie warunków hydrogeologicznych w obszarach odkrywkowej eksploatacji piasków podsadzkowych w rejonie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Przegl. Geol., nr 7, 631-638.
• [23] Kropka J., Wróbel J., 2011. Infiltracja efektywna w obszarach odkrywkowej eksploatacji piasków. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, nr 445, 345-354.
• [24] Lewandowski J., 1996. Główne czynniki neogeńskiej i czwartorzędowej ewolucji morfogenetycznej regionu ślasko-krakowskiego. Acta Geogr., Łódź, nr 71, 131-148.
• [25] Lewandowski J., Zieliński T., 1988. Środkowoplejstoceńskie osady dolnego regionu górnośląskiego – dorzecze Przemszy (południowa Polska). Problemy paleogeografii czwartorzędu – zlodowacenie środkowopolskie, Katowice, 49-63.
• [26] Mojski J.E., 2005. Ziemie Polski w czwartorzędzie. Zarys morfogenezy. PIG, Warszawa, 404 s.
• [27] Nowicki Z. ed., 2009. Wody podziemne miast Polski. Miasta powyżej 50 000 mieszkańców. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 532 s.
• [28] Pikuła A., 2007. Środowisko hydrogeologiczne utworów czwartorzędowych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Arch. WNoZ., U. Ś., Sosnowiec.
• [29] Rogoż M., Posyłek E., 2000. Problemy hydrogeologiczne w polskich kopalniach węgla kamiennego. Główny Instytut Górnictwa, Katowice, 402 s.
• [30] Różkowski A. ed., 1986. Zadanie 09.01.02.02L Koncepcje alternatywne ochrony wód podziemnych dla wydzielonych regionów hydrogeologicznych. Region XVIIIb i trias śląski centralny, rejon – niecka bytomska – piętro serii węglanowej triasu. Etap I: Koncepcja wstępna wyznaczenia obszarów chronionych, maszynopis.
• [31] Różkowski A., 1995. Factors controlling the groundwater conditions in the Carboniferous strata in the Upper Silesian Coal Basin, Poland. Annales Soc. Geol. Poloniae, Vol. 64, 53-66.
• [32] Różkowski A., 1999. Origin of mine waters based on the isotopic and hydrochemical composition (Upper Silesian Coal Basin, Poland). [In:] Mine Water and Environment. Intern. Mine Water Assoc., Sevilla, 99-105.
• [33] Różkowski A. ed., 2004. Środowisko hydrogeochemiczne karbonu produktywnego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wyd. U. Ś., 174 s.
• [34] Różkowski A., Chmura A., Siemiński A. ed. 1997. Użytkowe wody podziemne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i jego obrzeżenia. Pr. PIG, 152 s.
• [35] Różkowski A., Różkowski K., 2010. Hydrogeological conditions of the Cracow Sandstone Series influenced by mining activity in Upper Silesian Coal Basin. Biuletyn PIG, Hydrogeologia, nr 441, 131-138.
• [36] Różkowski A., Różkowski K., 2011. Wpływ działalności górnictwa węglowego na środowisko wodne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w wieloleciu. Biul. PIG., Hydrogeologia, nr 445, 583-592.
• [37] Różkowski A., Siwek P., 2008. Czynniki kształtujące ujemną anomalie hydrochemiczną w utworach karbonu produktywnego w północno-wschodniej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 285, 259-272.
• [38] Różkowski A., Sołtysiak M., 2004. Rejony hydrochemiczne obszarów górniczo zagospodarowanych i ich charakterystyka. [W:] Środowisko hydrogeochemiczne karbonu produktywnego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, Wyd. U.Ś., 122-141.
• [39] Różkowski A., Wilk Z. ed., 1980. Warunki hydrogeologiczne złóż rud cynku i ołowiu regionu śląsko-krakowskiego. Prace Instytutu Geologicznego. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• [40] Szczepańska J., 1987. Zwałowiska odpadów górnictwa węgla kamiennego jako ogniska zanieczyszczeń środowiska wodnego. Wyd. AGH, Kraków, 122 s.
• [41] Szczepański A., 2004. Wpływ górnictwa na środowisko wodne. Przegl. Geol., nr 10, 968-971.
• [42] Wilk Z. ed., 2003. Hydrogeologia polskich złóż kopalin i problemy wodne górnictwa, tom 1. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 611 s.
• [43] Wilk Z., Adamczyk A. F., Nałęcki T., 1990. Wpływ działalności górnictwa na środowisko wodne w Polsce. SGGW – AR w Warszawie, Centralny Program Badań Podstawowych 04.10 Ochrona i Kształtowanie Środowiska Przyrodniczego. Wydawnictwo SGGW – AR, Warszawa.
• [44] Wilk Z., Bocheńska T. ed., 2003. Hydrogeologia polskich złóż kopalin i problemy wodne górnictwa, tom 2. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków: 478 s.
• [45] Witkowski A., Rubin K., Kowalczyk A., Różkowski A., Wróbel J., 2003. Groundwater vulnerability map of the Chrzanów karst-fissured Triassic aquifer (Poland). Environmental Geology, Vol. 44, No. 1.
• [46] Zimny J., 1995. Dokumentacja hydrogeologiczna Kopalni Piasku „Szczakowa” według stanu na 1.01.1995 r. (w granicach posiadanej koncesji KP „Szczakowa”, Jaworzno). Maszynopis.