Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena sprawności hydraulicznej studni głębinowych – studium przypadku

Polak K., Kaznowska-Opala K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 2

63--66

PL

Sprawność hydrauliczna studni głębinowej wyraża się stosunkiem depresji rzeczywistej w warstwie wodonośnej do depresji mierzonej w studni. Jej wartość zależy od przepuszczalności strefy przyotworowej. Na zmniejszenie sprawności studni wierconej wpływają naturalne procesy starzeniowe. Ich rozwój może być intensyfikowany poprzez zjawiska fizyczne i fizykochemiczne pobudzane w trakcie intensywnej eksploatacji zasobów wód podziemnych. W artykule zagadnienie omówiono na przykładzie dwóch studni, zasadniczej i rezerwowej, pracujących dla potrzeb ujęcia wód. W studni zasadniczej określono charakterystykę sprawności hydraulicznej po jej uruchomieniu, po 10 latach intensywnej eksploatacji, a także po przeprowadzeniu jej renowacji. Dla porównania przedstawiono także wyniki próbnego pompowania dla studni rezerwowej. Wyniki przedstawionych w artykule analiz wskazują, że przyczyną radykalnego zmniejszenia sprawności hydraulicznej studni była eksploatacja zasobów ze zbyt dużą wydajnością. Ponadto dwa niezależne próbne pompowania prowadzone przy zastosowaniu odmiennej metodyki badawczej dostarczyły bardzo zbliżonych wyników. Może to oznaczać, że długotrwałe testy mogą być zastąpione znacznie krótszymi, dającymi bardzo zbliżone wyniki, które mogą być wykorzystane do doboru parametrów pracy głębinowego ujęcia wody.

EN

The hydraulic efficiency of a water well is expressed by the ratio of apparent drawdown, measured in a well, to real drawdown in the aquifer. Its value depends on the permeability of the perimeter zone. The natural aging processes affect the drilled well’s efficiency. Their development can be intensified by physical and physico-chemical phenomena stimulated during intensive exploitation of groundwater resources. In this work, the issue is discussed on the example of two wells, the main and reserve wells, working for the needs of water intake. In the basic well, the characteristics of the hydraulic efficiency were determined after drilling, after 10 years of intensive exploitation, also after its renovation. For comparison, the results of a step drawdown pumping test for a secondary well were also presented. The results of the analyzes presented in the paper indicate that the reason for the radical decrease in the hydraulic efficiency of the well was the exploitation of resources with too high efficiency. In addition, two independent trial pumping carried out using a different research methodology provided very similar results. This may mean that long-term tests can be replaced with much shorter, giving very similar results, which can be used to select the parameters of the work of the water intake.

2

Lej depresji a zasięg negatywnego oddziaływania odwodnienia wyrobiska górniczego

Polak K., Kaznowska-Opala K., Różkowski K., Pawlecka K.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 9

98--103

PL

W wyniku eksploatacji na terenach działalności górniczej naturalne warunki wodne ulegają przekształceniu. Górnictwo ingeruje w naturalne środowisko wodne zarówno pod względem ilościowym, jak i jakościowym. Skutki ujemnego oddziaływania górnictwa na środowisko wodne są wielorakie. Celem artykułu jest określenie szkodliwego wpływu odwodnienia zakładu górniczego na środowisko naturalne. W praktyce przyjmuje się, że maksymalny zasięg występowania obniżeń zwierciadła wody wyznacza zasięg negatywnego oddziaływania. Tymczasem badania wskazują, że odwodnienie, objawiające się powstaniem obniżeń zwierciadła wody nie zawsze ma działanie szkodliwe dla środowiska.

EN

Natural water environment conditions usually change by mining exploitation, Mining interferes in water environment by changing water quality and quantity. The negative effects are varied. The aim of this paper is to determine the harmful effects of dewatering. In practice, it is assumed that the maximum range of cone of depression determines the negative impact extent. However, studies indicate that dewatering which cause the water level decreasing, do not always cause negative impacts on the environment.

3

Charakterystyka rekultywacji terenów poeksploatacyjnych w Kopalni Piasku „Szczakowa” w Jaworznie

Bednarczyk S., Galiniak G., Różkowski K., Kaznowska-Opala K.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 9

85--91

PL

Kopalnia Piasku „Szczakowa” w Jaworznie eksploatuje od lat 50. XX wieku do chwili obecnej bogate złoża piasków czwartorzędowych w rejonie tzw. Małej i Dużej Pustyni Błędowskiej. Równocześnie, wraz z postępem wydobycia, kopalnia prowadziła systematycznie prace rekultywacyjne, głównie w kierunku leśnym, zmierzające do przywrócenia środowisku naturalnemu jego walorów przyrodniczych. Przez ponad 50 lat próbowano realizować różne, coraz to nowsze i wydajniejsze koncepcje w tej dziedzinie, w ścisłej współpracy z licznymi krajowymi instytucjami naukowo-badawczymi. Mimo rozległych obszarów pól eksploatacyjnych, zlokalizowanych głównie na terenach leśnych, udało się wypracować w miarę optymalną i efektywną procedurę, która sprawdza się po dzień dzisiejszy. Jest to godny wyróżnienia przykład, nie tylko na skalę krajową, przemyślanego i konsekwentnego zaangażowania się w prace rekultywacyjne mimo znacznych kosztów, trudności natury technicznej oraz ograniczeń środowiskowych.

EN

Sand mine ”Szczakowa” in Jaworzno has operated deposit of sands since the 1950’s. Deposit of sands is located in the region of Small and Large Błędowska desert. Together with deposit operation, systematic recultivation Works Has been done, mainly in the direction of forestry. Over the fifty years, it has been tried to implement newer and more effective concepts of forestry reclamation in close cooperation with national scientific and research institutions. Despite extensive areas of exploitation fields, significant costs, technical difficulties and environmental restrictions, it has been managed to develop an optimal and efficient forestry procedure which works to this days. It is recognized as an international-scale example of considered and consistent engaging in recultivation work.

4

The assessment of susceptibility on drainage in an aquifer on the basis of pumping tests in a lignite mine

Polak K., Kaznowska-Opala K., Pawlecka K., Różkowski K., Klich J.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

107--121

EN

Drainage of the rock mass is a key component affecting the safety of mining operations and is associated with the removal of the overburden, dumping and excavation of useful minerals. The primary method of drainage in lignite coal mines are bored wells. The efficiency of drainage of rock mass depends on their accurate positioning and quality of workmanship. The paper presents the current state of knowledge concerning the distribution of the components of drawdown (1) in pumping well (Walton, 1955; Bruin & Hudson, 1961; Kruseman & de Ridder, 1991; Avci, 1992; Atkinson, 1994; Helweg, 1994; Kawecki, 1995; Singh, 2002; Dufresne, 2011) and their dependence on the hydrogeological parameters of the drained aquifer (Fig. 2). The results of pumping tests conducted in drainage wells operating in lignite mines are also presented. The subject of analysis was the geohydraulic resistance coefficient B, describing the resistance of the aquifer under laminar flow. This coefficient also takes the hydrogeological parameters into account which determines the dynamics and range of influence of drainage (12, 13). The value of the parameter and its spatial variability can be used for planning, designing and evaluating the effectiveness of wells drainage In view of the results of the pumping tests, classification of aquifer susceptibility to drainage was proposed, which can be used to support decision-making in the scope of expansion of the drainage system, the necessary timing and dynamics of pumping water. The classification is preliminary and is the starting point for the development of methods to rationalize functioning costs of the drainage systems.

PL

Zadaniem studni odwadniających jest obniżenie zwierciadła wody podziemnej możliwie w jak najkrótszym czasie. W zależności od przeznaczenia studni oraz wymagań technicznych ich czas „życia” jest zróżnicowany. Studnie zlokalizowane w obrębie wyrobiska, tj. studnie nadkładowe i podłożowe (pomocnicze), mają z założenia względnie krótki czas pracy, gdyż są likwidowane wraz z postępem robót górniczych odkrywkowych. Studnie w barierach zewnętrznych oraz wewnętrznych utrzymywane są niekiedy przez kilkadziesiąt lat. Z upływem czasu w pompowanych otworach obserwuje się przyrost depresji roboczego zwierciadła wody oraz spadek wydajności. Mniejsza wydajność studni spowodowana jest zmniejszoną wydajnością warstwy wodonośnej wskutek słabnącej przewodności hydraulicznej, co wynika z obniżenia zwierciadła wody, a także w wyniku zmian w dopływie wody spowodowanych procesami starzenia otworów studziennych. Za niekorzystne zmiany parametrów eksploatacyjnych studni odpowiedzialne są m.in. procesy fizyczne i chemiczne zachodzące w bezpośrednim sąsiedztwie studni np. procesy korozji, powstawania powłok zabezpieczeniowych oraz powłok śluzowych, ochry, wytrącania się osadów związków chemicznych oraz kolmatacji. Kolmatacja jest zjawiskiem złożonym, wywołanym przez procesy mechaniczne, fizyczne, chemiczne i biologiczne, który towarzyszy przepływowi przez ośrodki porowe i szczelinowe. Straty ciśnienia wynikające z przepływu wody w warstwie wodonośnej, czyli kształtowane przez własności hydrogeologiczne warstwy wodonośnej są określane mianem depresji rzeczywistej, która uwidacznia się pomiędzy poziomem piezometrycznym i depresją w strefie przyotworowej. Straty te oznaczane są jako BQ, gdzie: B oznacza oporność hydrauliczną ośrodka wodonośnego przy przepływie laminarnym. Z kolei straty ciśnienia wywołane przepływem wody przez filtr turbulencją przepływu wody w strefie otworowej i przyotworowej określane są mianem zeskoku hydraulicznego CQn, gdzie C oznacza oporność hydrauliczną strefy przyotworowej, natomiast n – wykładnik potęgowy charakteryzujący rodzaj przepływu. Określenie własności filtracyjnych warstwy wodonośnej wyrażanych przez przewodność hydrauliczną T oraz współczynnik zasobności sprężystej S, pozwala na wyznaczenie najbardziej korzystnych warunków eksploatacji studni. Wspomniane parametry hydrogeologiczne są składowymi równania opisującego hydrauliczną oporność ośrodka wodonośnego (12). Uogólniając, parametr B, może być kryterium wykorzystanym przy planowaniu i projektowaniu systemu odwodnienia studziennego, a także bieżącej oceny skuteczności współpracy systemu. Na rysunku 3. przedstawiono ideowo metodykę oznaczania tego parametru, za pomocą testu próbnego pompowania. Dotychczas interpretacja wyników próbnych pompowań koncentrowała się na ocenie technicznych warunków pracy otworów studziennych. W tym celu wykorzystywano współczynnik C występujący we wzorze Jacoba, który stanowił kryterium odbioru studni od wykonawcy. Zdaniem autorów niniejszej pracy wyniki próbnych pompowań należy interpretować w szerszym ujęciu, zwracając uwagę na parametr B, opisujący oporność hydrauliczną przy przepływie laminarnym wody w ośrodku wodonośnym. Analiza rozkładu przestrzennego zmian tego parametru pozwala na racjonalizację systemu odwodnienia studziennego w tym ocenę niezbędnych wyprzedzeń w zakresie wykonawstwa studni. W praktyce, ocenę geohydraulicznych warunków prowadzonego odwodnienia przeprowadzono przy wykorzystaniu zmodyfikowanej metody próbnych pompowań wielostopniowych opracowanych przez Klicha (1997). W pracy niniejszej przedstawiono wyniki próbnych pompowań w 27 studniach pracujących w kopalni odkrywkowej węgla brunatnego. Na rysunkach 5-9 przedstawiono wyniki oceny parametru B dla podstawowych kompleksów wodonośnych, dla których wykonano próbne pompowania badawcze. Podział wykresów wynika z przeznaczenia studni, co odpowiada podziałowi przedstawionemu na rysunku 4. Uzyskane wyniki pozwalają na sformułowanie wstępnych uogólnień. W tabeli 1. zaproponowano wstępną klasyfikację podatności ośrodka wodonośnego na prowadzone odwodnienie. Klasyfikacja może być wykorzystana do celów planowania, projektowania oraz bieżącej oceny skuteczności odwadniania studziennego. Wyniki oceny parametru B wskazują na zmienne warunki hydrogeologiczne w badanych kompleksach wodonośnych. W utworach wodonośnych o strukturze porowej oporność hydrauliczna B wykazuje stosunkowo małą zmienność (Rys. 7 i 8). Natomiast dużą zmienność własności wykazują utwory szczelinowo-krasowego kompleksu mezozoicznego. Odwodnienie prowadzone przez system studzienny może zatem charakteryzować się zmienną efektywnością w poszczególnych rejonach kopalni odkrywkowej (Rys. 5 i 6).

5

Rekultywacja wodna jako czynnik determinujący sukces branży górnictwa odkrywkowego w praktyce sozologicznej

Galiniak G., Polak K., Różkowski K., Kaznowska-Opala K., Pawlecka K.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 10

122--127

PL

Dobrze zaplanowana i wykonana rekultywacja terenów pogórnicznych jest tym elementem działalności górniczej, który z jednej strony wyrównuje niekorzystne zmiany w środowisku wywołane wspomnianą działalnością, a z drugiej staje się początkiem nowego, bardzo często nawet atrakcyjniejszego sposobu zagospodarowania terenu. W Polsce zakres i skala przeprowadzonych i obecnie realizowanych zabiegów rekultywacyjnych jest dobrze rozpoznana, mimo, iż historia tej działalności zamyka się w okresie ostatnich sześćdziesięciu lat. W poniższym artykule Autorzy przedstawiają dotychczasowe osiągnięcia polskiego górnictwa odkrywkowego (głównie węgla brunatnego i siarki) w dziedzinie przywracania wartości użytkowych terenom przekształconym przez tę gałąź przemysłu.

EN

Land reclamation of post-mining areas is the part of mining activity. On the one hand, well-planned and executed reclamation compensates adverse effects in the environment caused by mining activity, on the other hand, it is the beginning of the new, sometimes even more attractive land use. In Poland, the scope and scale of conducted and implemented reclamation treatments is well recognized, although the history of this activities closes in the last sixty years. In this paper, the authors present the achievements of Polish open-pit mining (mostly lignite and sulfur) in the field of recovery of use value of the lands transformed by this branch of industry.

6

Prognoza zatapiania wyrobiska poeksploatacyjnego Świerki

Polak K., Różkowski K., Pawlecka K., Kaznowska-Opala K., Chudzik W.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 2

31--36

PL

W artykule przedstawiono prognozę czasu zatapiania, stokowo-wgłębnego wyrobiska pogórniczego. Prognoza została wykonana dla nieczynnej kopalni odkrywkowej, w której prowadzono wydobycie melafiru. Rozpatrywany obiekt położony jest w Górach Suchych (Sudety). Opracowany bilansowy model obliczeniowy dostosowany został do warunków zasilania wyrobiska, do którego dopływ odbywa się poprzez opad bezpośredni, a także spływ powierzchniowy i podpowierzchniowy ze zlewni własnej. Obliczony czas trwania rekultywacji wodnej wgłębnej części wyrobiska odkrywkowego przekracza, wymagany przez ustawę o gruntach rolnych i leśnych, okres 5 lat. We wnioskach końcowych zaproponowano sposób rozliczenia rekultywacji terenów powyrobiskowych przeznaczonych do zagospodarowania jako użytki wodne.

EN

This paper presents a forecast of flooding time of the abandoned quarry where melaphyre was mined. That mine is located in Suche Mountains (Sudeten Mountains). The presented model of water balance was adopted to the local conditions of open-pit recharge. The main source of water inflow comes with direct precipitation as well as surface and subsurface runoff from the local catchment. The estimated duration of water reclamation exceeds the period of time indicated by the Regulation on agriculture and forest land, amounting 5 years. In the conclusion the way of settling reclamation time of post-mining areas for water reservoir has been suggested.

7

Hydrogeologiczne uwarunkowania eksploatacji złóż surowców skalnych w Regionie Opolskim

Różkowski K., Polak K., Kaznowska-Opala K.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 10

112--116

PL

Region Opolski dzięki specyficznemu położeniu posiada znaczące zasoby surowców węglanowych dla przemysłu cementowego i wapienniczego bądź dla potrzeb produkcji kruszyw łamanych. Do podstawowych surowców skalnych należą również kruszywa naturalne reprezentowane przez pospolicie występujące piaski i żwiry. Dla porównania, dużo mniejszą skalą eksploatacji objęte są skały magmowe i metamorficzne, rozpoznane niewielkimi złożami o ograniczonym zagospodarowaniu i wydobyciu. Eksploatacja surowców węglanowych koncentruje się głównie w rejonie wychodni. Obszar ten stanowi strefę zasilania zasobnego GZWP nr 333 Opole – Zawadzkie. Pomimo nasilającej się antropopresji, wzmożonej funkcjonowaniem licznych dużych ujęć wód podziemnych, prowadzone odwodnienie wywołuje lokalne zmiany pola hydrodynamicznego. Modyfikacje pierwotnych kierunków przepływu zaznaczają się najwyraźniej w okolicach: Górażdży, Opola, Strzelec Opolskich, czy Tarnowa Opolskiego. Eksploatacja kruszyw naturalnych koncentruje się w rejonach kopalnych bądź współczesnych dolin rzecznych. Funkcjonujące zakłady górnicze eksploatujące kruszywa naturalne prowadzą wydobycie głównie do poziomu zwierciadła wód podziemnych. Schodząc poniżej, zazwyczaj stosują eksploatację spod lustra wody, ingerując w ograniczonym stopniu w warunki krążenia wód poprzez utworzenie powierzchniowych zbiorników wodnych. Zmiany wywołują lokalną modyfikację warunków bilansu wodnego i systemu krążenia wód.

EN

Opole voivodeship thanks to the specific position, has significant resources of carbonate raw materials for cement and lime industry, or for the production of crushed stone. The basic rock materials also include natural aggregates represented by commonly occurring sands and gravels. Igneous and metamorphic rocks, identified in small deposits of limited spatial scale and mining operations fall into a comparatively much smaller scale of exploitation. Mining carbonates takes place mainly in the outcrop area. This area is a zone of recharge of MGB no. 333 Opole-Zawadzkie. Despite the increasing anthropopressure, intensified by functioning of the numerous large water intakes, the conducted dewatering interacts only locally on the hydrodynamic field. Modifications to the original flow directions remain most visible in the surroundings of: Górażdże, Opole, Strzelce Opolskie or Tarnów Opolski. Exploitation of natural aggregates takes place in the areas of buried or modern river valleys. Operating mining companies exploiting natural aggregates, perform mining mainly to the level of the groundwater table. Going lower, they usually operate under the water level, interfering limitedly on water circulation through the creation of post exploitation ponds. Changes induce local modification of the water balance and water circulation system.

8

Analiza przebiegu próbnych pompowań na przykładzie studni badawczej AGH-1

Polak K., Kaznowska-Opala K., Pawlecka K., Klich J.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 10

106--111

PL

Próbne pompowania pozwalają na zbadanie zależności pomiędzy wydajnością a wywołaną przez nią depresją, na zdjęcie charakterystyki pompy oraz określenie jej współpracy z rurociągiem. Ocena układu hydraulicznego studnia – obsybka – warstwa wodonośna i układu pompowego zaproponowana w niniejszym artykule pozwoli na podjęcie próby zmniejszenia kosztów pompowania studni w niekorzystnych warunkach hydrogeologicznych oraz zwiększenia efektywności systemu odwodnienia. W pracy przedstawiono interpretację wyników próbnego pompowania na przykładzie studni AGH-1.

EN

In order to study the relation between the pumping rate and depression level in a well, it is necessary to make a pumping test. Results from such a test allow also to draw a curve of pump characteristics and examine cooperation of the pump with the pipeline system. The suggested assessment of the hydraulic system including: well – gravel pack – aquifer and pumping system allow to attempt to reduce the costs of well pumping in unfavorable hydrogeological conditions and increase the efficiency of dewatering systems. This paper presents an interpretation of the pumping test results from AGH-1 well.

9

Porównanie wybranych metod interpretacji wyników próbnego pompowania na przykładzie studni badawczej AGH-1

Kaznowska-Opala K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 4

64--71

PL

Znajomość parametrów hydrodynamicznych warstwy wodonośnej jest niezwykle ważna zarówno przy dokumentowaniu zasobów ujęć wód podziemnych czy też w celu projektowania odwodnienia wyrobisk górniczych. Sposobów ich określania jest wiele, zarówno metodami laboratoryjnymi, empirycznymi jak i polowymi. Jednakże najbardziej wiarygodne wyniki otrzymuje się poprzez wykonanie próbnego pompowania. Pompowanie testowe bada zależność pomiędzy wydajnością a wywołaną przez nią depresją. Odpowiedni dobór metody interpretacji wyników takiego pompowania pozwala na określenie własności filtracyjnych warstwy wodonośnej, a także na ustalenie hydraulicznych parametrów początkowych badanej studni.

EN

The determination of the hydrodynamic parameters of aquiferous layer is very important both for the underground water resources documentation and excavation dewatering. The parameters can be determined in different ways, including laboratory tests, empirical methods and field works. However, the most reliable results are usually obtained during pumping tests. The pumping test examines the interdependence between pumping capacity and level of the resulting depression. Appropriate selection of the pumping data interpretation method allows to determine the filtration properties of an aquiferous layer as well as to establish the initial hydraulic parameters of the tested well.