Ocena i prognoza potencjalnego stanu zagrożenia dla środowiska po likwidacji kopalni Olkusz-Pomorzany

• Autorzy: Kondratowicz Grzegorz

Warianty tytułu

EN

Assessment and forecast of the potential state of threat to the environment after the closure of the Olkusz-Pomorzany mine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono aktualną ocenę potencjalnego stanu zagrożenia dla środowiska po likwidacji kopalni Olkusz-Pomorzany w oparciu o: prognozę biochemicznego rozkładu i bilansu lignosulfonianów, opracowaną w 1996 r. i aktualizowaną aż do 2018. Problem zagrożenia metanowego w kopalni Olkusz-Pomorzany wystąpił po raz pierwszy w 1977 r. w wyniku wybuchu metanu w dowierzchni 21. Liczne badania, prowadzone w zakresie określenia przyczyn wybuchu metanu, a w szczególności jego pochodzenia, wykazały, że głównym źródłem metanu był rozkład substancji organicznej, związanej z lignosulfonianami odprowadzanymi wraz ze ściekami przez Fabrykę Papieru i Celulozy w Kluczach na Pustynię Błędowską. W artykule omówiono: kwestie, dotyczące pochodzenia i oznaczania związków, oraz teorie i hipotezy, związane z jego rozkładem biochemicznym. Szczegółowo omówiono także założenia, hipotezy i zależności, dotyczące oszacowania wielkości ładunku lignosulfonianów i metanu oraz bilansowania, weryfikacji i aktualizacji tych parametrów w czasie. Na koniec przedstawiono zasady i metody bilansowania ładunku lignosulfonianów zdeponowanych w piaskach Pustyni Błędowskiej oraz metanu, będącego produktem ich rozkładu, wykonując bilanse cząstkowe. Od stycznia 2021 r. sukcesywnie postępuje proces likwidacji kopalni Olkusz-Pomorzany, który spowoduje zatopienie wszystkich wyrobisk górniczych, a w następnych latach sukcesywne podnoszenie się zwierciadła wód i zmniejszanie się leja depresji. Proces zatapiania kopalni, a w konsekwencji odbudowy leja depresji, spowoduje, że odwodniony do tej pory górotwór (o dużej porowatości, szczelinowatości, krasowości) zacznie wypełniać woda, w której będą: związki lignosulfonianów oraz produkty ich rozkładu (CH4, CO2), zdeponowane jeszcze w centrum skażeń czy w szczelinach, kawernach itp., szczególnie w strefach pod nieprzepuszczalnymi warstwami kajpru, produkty biochemicznego rozkładu materiałów drewnianych, zanieczyszczenia chemiczne od różnych substancji (oleje, smary itp.). Przedstawione w niniejszym artykule analizy, oceny i prognozy pozwalają z dużym stopniem wiarygodności oczekiwać, że zagrożenie ze strony metanu i lignosulfonianów, dopływających jeszcze do kopalni z rejonu skażeń pierwotnych, jest znikome. Natomiast stopień zagrożenia ze strony związków, produktów, zanieczyszczeń po zatopieniu kopalni jest trudny do oszacowania.

EN

This article presents the current assessment of the potential threat to the environment after the closure of the "Olkusz-Pomorzany" mine based on: the forecast of the biochemical decomposition and balance of lignosulfonates, developed in 1996 and updated until 2018. The problem of methane hazard in the "Olkusz-Pomorzany" mine occurred for the first time in 1977 as a result of a methane explosion in the surface 21. Numerous studies conducted to determine the causes of the explosion of methane, and in particular its origin, have shown that the main source of methane was the decomposition of the organic substance associated with lignosulfonates discharged with sewage by the Paper and Cellulose Factory in Klucze to the Błędowska Desert. The article discusses: issues related to the origin and determination of compounds as well as theories and hypotheses related to its biochemical decomposition. The assumptions, hypotheses and relationships concerning the estimation of the load of lignosulfonates and methane as well as the balancing, verification and updating of these parameters over time were also discussed in detail. Finally, the principles and methods of balancing the load of lignosulfonates deposited in the sands of the Błędowska Desert and methane being the product of their decomposition are presented, by making partial balances. Since January 2021, the process of decommissioning the "Olkusz-Pomorzany" mine has progressed successively, which will flood all mining workings, and in the following years, the water table will gradually rise and the depression cone will shrink. The process of flooding the mine and, consequently, the reconstruction of the depression cone, will cause that the so far dehydrated rock mass (with high porosity, fracture, karst character) will begin to be filled with water, in which there will be: lignosulfonate compounds and their decomposition products (CH4, CO2) still deposited in the center contamination or in crevices, caverns, etc., especially in zones under impervious layers of Kajper, products of biochemical decomposition of wooden materials, chemical contamination from various substances (oils, greases, etc.). The analyses, assessments and forecasts presented in this article allow us to expect with a high degree of credibility that the risk of methane and lignosulfonates flowing into the mine from the area of primary contamination is negligible. On the other hand, the degree of risk from compounds, products and pollution after flooding the mine is difficult to estimate.

Słowa kluczowe

PL

metan; lignosulfoniany; biochemiczny rozkład i bilans; Pustynia Błędowska

EN

methane; lignosulfonates; biochemical decomposition and balance; Błędowska Desert

• Wydawca: KGHM CUPRUM Spółka z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe
• Czasopismo: Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 3-4
• Strony: 21--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kondratowicz Grzegorz

• KGHM CUPRUM Sp. z o.o. - Centrum Badawczo-Rozwojowe, Wrocław

Bibliografia

• [1] Turkiewicz W., Kondratowicz G. i in., 1996, Prognoza stanu rozkładu biochemicznego związków lignosulfonowych z uwzględnieniem zweryfikowanej ich masy wprowadzonej przez Kluczewskie Zakłady Papiernicze do piasków czwartorzędowych na obszarze Pustyni Błędowskiej, CBPiM CUPRUM, Wrocław.
• [2] Motyka J. i in., 2007, Dokumentacja hydrogeologiczna określająca warunki hydrogeologiczne w związku z projektowaniem odwodnień do wydobywania rud cynku i ołowiu na obszarze złoża „Klucze I”, Fundacja Nauka i Tradycje Górnicze, Kraków.
• [3] Chruścicka M., Sommer I., 1967, Ocena stężeń, rozmieszczenia i charakteru zanieczyszczeń na podstawie badań fizyko-chemicznych, IGW, Katowice.
• [4] Szelak J., 1982, Opracowanie koncepcji ochrony wód w rejonie olkuskim, Politechnika Śląska, Gliwice.
• [5] Określenie możliwości uzdatniania wód kopalnianych skażonych lignosulfonianami, 1979, Politechnika Śląska, Gliwice.
• [6] Prusak W., Kaźmierowicz E., 1980, Prognoza dopływu wód skażonych lignosulfonianami do kopalni „Pomorzany”, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [7] Zamana B. i in., 1987, Opracowanie metody prognozowania zagrożenia metanowego w warunkach kop. „Pomorzany”, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [8] B. Zamana i in., 1985, Określenie aktualnej gazonośności górotworu w rejonie kop. „Pomorzany”, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [9] Turkiewicz W., Zamana B., 1988 Przeprowadzenie badań pilotowych możliwości odmetanowania górotworu, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [10] Kunicki, Goldfinger, 1968, Żywe bakterie, PWN, Warszawa.
• [11] Turkiewicz W., Kondratowicz G., i in., 1989, Badania kontrolne zagrożenia metanowego w kopalni „Pomorzany” oraz w obszarze metanowym z uwzględnieniem zmian granicy pola metanowego, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [12] Turkiewicz W., Kondratowicz G., i in., 1994, Przeprowadzenie badań i dokonanie prognozy stanu zagrożenia metanowego obszaru górniczego kopalni „Pomorzany” w aspekcie przekwalifikowania zakładu górniczego z metanowego na niemetanowy, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [13] Turkiewicz W., Kondratowicz G. i in., 1996, Przeprowadzenie badań kontrolnych i ocena stanu zagrożenia metanowego w kopalni niemetanowej „Olkusz-Pomorzany” rejon „Pomorzany”, ZBiPM „Cuprum”, Wrocław.
• [14] Turkiewicz W., Kondratowicz G. i in., 1997-2004, Przeprowadzenie badań kontrolnych i ocena stanu zagrożenia metanowego w kopalni niemetanowej Olkusz-Pomorzany rejon Pomorzany, CBPiM CUPRUM, Wrocław.
• [15] Kondratowicz G. i in., 2005-2009, Przeprowadzenie badań kontrolnych i ocena stanu zagrożenia metanowego w kopalni niemetanowej Olkusz-Pomorzany rejon Pomorzany, KGHM CUPRUM – CBR, Wrocław.
• [16] Turkiewicz W., Kondratowicz G. i in., 2007, Ocena stanu zagrożenia metanowego w dotychczasowym obszarze górniczym kop. „Olkusz-Pomorzany” wraz z prognozą zagrożenia metanowego dla rejonu „Klucze”, KGHM CUPRUM – CBR, Wrocław.
• [17] Kondratowicz G. i in. 2010-2016, Badania i ocena stanu zagrożenia metanowego w kopalni niemetanowej Olkusz-Pomorzany rejon Pomorzany, KGHM CUPRUM – CBR, Wrocław.
• [18] Kondratowicz G. i in., 2016, Ocena stanu zagrożenia metanowego w dotychczasowych obszarach górniczych kopalni „Olkusz-Pomorzany” wraz z prognozą zagrożenia metanowego dla projektowanego obszaru górniczego „Klucze II”, KGHM CUPRUM – CBR, Wrocław.
• [19] Kondratowicz G. i in., 2017, Badania i ocena stanu zagrożenia metanowego w kopalni niemetanowej Olkusz-Pomorzany w obszarze górniczym „Pomorzany III” oraz obszarze górniczym „Klucze II”. B/17/0009, KGHM CUPRUM – CBR, Wrocław.
• [20] Kondratowicz G. i in., 2018, Badania i ocena stanu zagrożenia metanowego w kopalni niemetanowej Olkusz-Pomorzany w obszarze górniczym „Pomorzany III” oraz obszarze górniczym „Klucze II”. B/18/0003, KGHM CUPRUM – CBR, Wrocław.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).