Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The land surface deformation caused by the liquidation of the Anna mine by flooding

Dudek Mateusz, Tajduś Krzysztof, Rusek Janusz

Archives of Environmental Protection

|

2022

|

Vol. 48, no. 1

100--108

EN

The most worldwide method of liquidating underground hard coal mines is by spontaneous flooding as the result of the discontinuation of the rock mass drainage. Due to the hydrological reconstruction of the previously disturbed water system by mining operations, the movements of the rock mass with the opposite direction than subsidence appear. These movements are called rock mass uplift. This paper aims to present possible hazards related to land surface objects and the environment, which can appear during the flooding of the underground mine. The issue of proper forecasting of this phenomenon has so far been marginal in world literature. To date, only a few analytical methods have been used to predict the possible effects of surface deformation. Nowadays, the most common analytical method of forecasting surface deformation caused by the liquidation of underground workings by flooding is Sroka’s method. In this paper, the authors have presented analyses of flooding scenarios developed for a Polish mine and their impact on the land surface as well as the environment. The scenarios presented in the manuscript were selected for analysis as the most probable concerning the mine and the future plans of the mining enterprise. The process of flooding coal mines results in several risks for surface objects and underground infrastructure. This is why the uplift caused by the flooding of the mine should be predicted. The resulting uplifting movements can also, apart continuous deformation lead to the creation of much more dangerous phenomena involving discontinuous deformations.

PL

Najbardziej znaną na świecie metodą likwidacji podziemnych kopalń węgla kamiennego jest sa- moistne zatopienie jej w wyniku zaprzestania odwadniania górotworu. W związku z hydrologiczną odbudową zaburzonego wcześniej systemu wodnego przez eksploatację górniczą, pojawiają się ruchy górotworu o kierunku przeciwnym do osiadania. Ruchy nazywane są wypiętrzaniem masywu skalnego. Celem artykułu jest przedsta- wienie możliwych zagrożeń związanych z obiektami budowlanymi zlokalizowanych na powierzchni terenu oraz środowiskiem, jakie mogą wystąpić podczas zatapiania kopalni podziemnej. Kwestia prawidłowego prognozo- wania tego zjawiska była dotychczas w literaturze światowej marginalna. Do tej pory wykorzystano tylko kilka metod analitycznych do przewidywania możliwych skutków deformacji powierzchni ziemi. Obecnie najbardziej docenianą analityczną metodą prognozowania deformacji powierzchni spowodowanych likwidacją podziemnych wyrobisk przez zatapianie jest metoda Sroki. W artykule autorzy przedstawili analizę scenariuszy likwidacji opra- cowanych dla polskiej kopalni i ich wpływu na powierzchnię terenu oraz środowisko. Przedstawione w rękopisie scenariusze zostały wybrane do analizy jako najbardziej prawdopodobne ze względu na działalność kopalni i przy- szłych planów przedsiębiorstwa górniczego. Proces zatapiania kopalń podziemnych powoduje szereg zagrożeń dla obiektów naziemnych i infrastruktury podziemnej. Dlatego należy prognozować wypiętrzenie spowodowane likwidacją kopalni przez zatapianie. Powstające ruchy podnoszące mogą również, poza ciągłą deformacją, prowa- dzić do powstania znacznie groźniejszych zjawisk związanych z deformacjami nieciągłymi.

2

Investigations on methane emission from flooded workings of closed coal mines

Krause E., Pokryszka Z.

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 2

40--45

EN

The migration of methane towards the surface, within mining areas of closed mines, can be a danger to public safety for many of years after the process of liquidation has been finished. The liberation of methane from undisturbed coal seams, and those destressed through earlier mining has not been fully recognised so far. Knowledge of the effect of the presence of water, along with hydrostatic pressure, on the intensity of methane desorption from destressed seams is necessary in determining the approximate volume of methane inflowing, within a period of time, into a closed mine. Laboratory tests on these relationships have been carried out in accordance with proper research methodology by the National Institute for the Environment and Industrial Hazards (INERIS), France with the Central Mining Institute, Katowice, Poland. The results have facilitated determining the effect of hydrostatic pressure variation of water on the intensity of methane desorption from flooded coal. These results has been practically applied in predicting the emission of methane into closed mines, and in orienting the rules of methane hazard control, both during the process of mine closure, and on the surface of post-mining areas.

PL

Migracja metanu w kierunku powierzchni, w granicach obszarów górniczych zlikwidowanych kopalń, może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa publicznego przez wiele lat od czasu zakończenia likwidacji. Wydzielanie się metanu z nienaruszonych pokładów węgla i pokładów odprężonych prowadzoną wcześniej eksploatacją, nie jest dotychczas w pełni rozpoznane. Znajomość wpływu obecności wody oraz związanego z nią ciśnienia hydrostatycznego na intensywność desorpcji metanu z pokładów odprężonych, jest niezbędna do określenia szacunkowej ilości metanu dopływającego w przedziale czasu do zlikwidowanej kopalni. Badania laboratoryjne tych zależności przeprowadzone zostały w oparciu o metodykę badawczą opracowaną przez Państwowy Instytut Środowiska i Zagrożeń Przemysłowych (INERIS) we Francji, wspólnie z Głównym Instytutem Górnictwa w Katowicach. Wyniki badań pozwoliły na określenie wpływu zmian ciśnienia hydrostatycznego słupa wody na intensywność desorpcji metanu z węgla, co znalazło praktyczne zastosowanie w prognozowaniu wydzielania się metanu do zlikwidowanych kopalń i pozwoliło na odpowiednie ukierunkowanie profilaktyki zagrożenia metanowego podczas likwidacji kopalni oraz na powierzchni terenów pogórniczych.

3

Polskie doświadczenia w likwidacji szybów. Część 13. Geotechniczne skutki zamiany szybu na studnię głębinową

Czaja P.

Wiadomości Górnicze

|

2012

|

R. 63, nr 3

179--185

PL

W polskim górnictwie węglowym na 397 szybów zlikwidowanych w ostatnim czasie, 24 zamieniono na odwadniające studnie głębinowe. We wszystkich przypadkach zarówno zatopienia kopalni, jak też zamianie szybu na studnię głębinową należy się liczyć z całkowitą zmianą warunków pracy obudowy wyrobisk górniczych, a zwłaszcza obudowy szybów. W artykule opisano wpływ wody kopalnianej na obudowę szybu, postępującą korozję obudowy i zbrojenia szybu zatopionego, wpływ nawodnienia formacji skalnych na stateczność szybu, parametry geotechniczne skał, odporność skał na działanie wody, przeanalizowano skutki zmiany parametrów geotechnicznych skał.

EN

In the Polish coal mining out of 397 liquidated shafts 24 have been turned into drainage deep wells in recent time. In all cases of both the flooding of the mine as well as turning of a shaft into a deep well one must take into account a complete change in operation conditions of the support of mine workings, and especially those of the shafts' lining. The article describes the impact of mine water on the shaft's lining, progressive corrosion of the lining and the reinforcement of the flooded shaft, the influence of hydration of the rock formations on the stability of the shaft, geotechnical parameters of rocks, resistance of rocks to effect of water. The outcome of the change of geotechnical parameters of rocks has been analyzed.

4

Zmiany charakteru i skali zagrożenia wodnego w warunkach zatapiania kopalń węgla kamiennego

Szczepański A.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 7-8

222--224

PL

Każda eksploatacja złóż kopalin w tym i węgla kamiennego, prowadzona poniżej zwierciadła wód podziemnych stwarza zagrożenia wodne dla zakładu górniczego. Na etapie udostępniania i w trakcie prowadzonej eksploatacji kopalnia musi być odwadniana, zwykle poprzez systemy pompowni stacjonarnych lokalizowanych, w zależności od geologiczno-górniczych uwarunkowań, na jednym lub kilku poziomach wydobywczych w rejonie szybów. W warunkach częściowej i całkowitej likwidacji kopalń następuje stopniowe zatapianie wyrobisk górniczych poprzez wyłączanie stacji pomp zlokalizowanych na różnych poziomach lub też drogą kontrolowanego zatopienia systemem studziennym (w szybie instalowane są pompy głębinowe, z możliwością regulacji wysokości wody). W zatapianych wyrobiskach poeksploatacyjnych powstają podziemne zbiorniki wód, które wraz z dopływami wód naturalnych stanowią nowe zagrożenie wodne dla kopalń czynnych lub też innych poziomów eksploatacyjnych

EN

Every exploitation of mineral deposits, including hard coal, below the underground water level, creates water hazard for the mine. At the stage of development and during the conducted exploitation the mine must be drained, usually through systems of stationary pumping stations located, according to mining-and-geological conditionings, on one or several exploitation levels in the area of shafts. In conditions of partial or entire closure of mines follows the gradual flooding of mine workings through the disconnection of pumping stations located on various levels or by means of controlled flooding using the well system (in the shaft deep-well pumps are installed with the possibility of water height regulation). In flooded post-extraction workings arise underground water reservoirs, which together with the inflows of natural waters constitute a new water hazard for operating mines or other exploitation levels.

5

Wpływ zatapiania i odwadniania zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego na środowisko zlewni Przemszy

Janson E.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2008

|

z. 285

105-115

PL

W pracy opisano problem wpływu zatapiania i odwadniania nieczynnych kopalń węgla kamiennego na środowisko wodne zlewni rzeki Przemszy. Po około 200 latach eksploatacji pokładów węgla zlikwidowano 11 kopalń na badanym obszarze, z czego dla 10 wystąpiła konieczność odwadniania nieczynnych wyrobisk ze względu na możliwość zagrożenia wodnego dla kopalń czynnych, ze względu na połączenia między nimi. Poziom lustra wody w nieczynnych zrobach determinowany jest przez rzędne tych połączeń, stanowiących potencjalne drogi przepływu. Po zatopieniu wyrobisk zaobserwowano procesy charakterystyczne dla kwaśnych wód kopalnianych z wysokimi stężeniami siarczanów i żelaza pochodzącymi z procesów utleniania m.in. pirytu. Wody kopalniane odprowadzane są do odbiorników powierzchniowych w badanej zlewni powodując ich zanieczyszczenie, co w aspekcie obowiązujących unormowań ochrony środowiska stanowi poważny problem.

EN

After 200 years of underground mining in Przemsza river basin 11 coal mines were liquidated, 10 of them have to be dewatered because of 'water hazard' to mines conected with abandoned workings. Water level in abandoned mines has to be kept under this connections. Hydrogeological environment in Przemsza river basin changed, primarily due to dewatering and flooding liquidated mines and also leaded to significant pollution of groundwater. High concentrations of sulphates and iron from pyrite oxidation are characteristic to acid mine drainage. Mine waters are discharged into surface water races in Przemsza river basin. The influence to their quality is significant and has to be controlled, especially in aspect of new standards for protection of water environment.

6

Zmodyfikowana ocena źródeł zagrożeń wodnych w kopalniach węgla kamiennego

Haładus A., Bukowski P., Bukowska M.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2005

|

nr 6

45-47

PL

Likwidacja kopalń i ich zatapianie powoduje powstawanie zbiorników wodnych o pojemnościach 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 propozycje zmodyfikowanej klasyfikacji źródeł zagrożeń wodnych, która uwzględnia także kryteria wynikające z fizyko-mechanicznej oceny skał i górotworu.

EN

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 occurring of optional water hazard.

7

Analiza zjawisk związanych z zaprzestaniem odwadniania wyrobisk górniczych na przykładzie byłej kopalni "Maria"

Bukowski P., Augustyniak I.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2005

|

nr 1

13-21

PL

Przedstawiono warunki naturalne eksploatacji górniczej prowadzonej niegdyś w obszarze kopalni "Maria". Scharakteryzowano warunki zasilania likwidowanych wyrobisk w wodę oraz przebieg procesu ich zatopienia. Dokonano ogólnej oceny jakości wód dopływających do wyrobisk górniczych przed ich likwidacją i retencjonowanych w wyrobiskach górniczych po zatopieniu kopalni. Przedstawiono charakterystykę pojemnościową zbiornika i możliwości wykorzystania jego wód. Omówiono główne zagrożenia związane z zatopieniem kopalni, w tym uwarunkowania i możliwość wystąpienia podtopień terenu i zjawisk zapadliskowych.

EN

Presented have been natural conditions of mining taking place some time ago at the "Maria" mine. Characterized have been the conditions of supplying the excavations with water prior to their liquidation and the process of their inundation. A general quality assessment of water has been made which was flowing into mines prior to their liquidation and retained in the mines after their inundation. Presented has been a characteristic of the water storage reservoir capacity and the possibility of using the retained water. Treated have been hazards connected with the inundation of a mine, conditions and possibilities of land water logging resp. land collapse phenomena inclusive.

8

Zmiany hydrogeochemiczne w rejonie częstochowskim spowodowane zatopieniem kopalń rud żelaza

Razowska L.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2000

|

nr 390

35-96

PL

Celem pracy było rozpoznanie procesów kształtujących chemizm zanieczyszczonych wód kopalnianych na tle warunków hydrogeologicznych oraz prognoza zmian jakości tych wód w częstochowskim rejonie zatopionych kopalń rud żelaza. Na skutek wieloletniej eksploatacji oraz prowadzenia odwodnień górniczych nastąpiło poważne zakłócenie reżimu wód podziemnych w warstwach kościeliskich występujących w spągu serii rudonośnej, a należących do poziomu wodonośnego jury środkowej. Poza obniżeniem ciśnień i zwierciadła wód podziemnych, na dużym obszarze nastąpiły zmiany ich właściwości fizykochemicznych spowodowane rozwojem procesów utleniania i hydrolizy w obrębie wyrobisk kopalnianych. Po zatopieniu kopalń miały miejsce dalsze zmiany chemizmu wód w następstwie procesów ługowania substancji mineralnych. Przedstawiono skład chemiczny wód poziomu warstw kościeliskich oraz wybrane parametry fizyczne wraz z analizą wskaźników nasycenia, procesów rozpuszczania i wytrącania poszczególnych faz mineralnych. Stwierdzono, że po 15 latach od zatopienia kopalń niekorzystne zmiany chemizmu wód podziemnych są nadal bardzo duże. Maksymalne stężenia żelaza są obecnie 500-krotnie wyższe od dopuszczalnych dla wód pitnych, w przypadku manganu 80-krotnie, a siarczanów 7-krotnie. Przeprowadzone badania wykazały, że tempo procesów samooczyszczania zanieczyszczonych wód kopalnianych jest bardzo wolne. Wnioski z badań modelowych dynamiki i chemizmu wód podziemnych z warstw kościeliskich zostały potwierdzone przez wyniki badań izotopowych tych wód.

EN

The objective of this study was the recognition of the hydrogeological and hydrogeochemical processes and the prediction of the quality changes of groundwaters in the Częstochowa region of the flooded iron ore mines. Four distinct hydrochemical zones were recognised: I - within the iron mine workings area where changes of water chemistry are the most significant; II - located in the immediate vicinity of mines, along the path of polluted waters flow, this is a zone of mixing between mine waters and natural waters; III - located within the maximum extent of the cone of depression along flow path of polluted waters, where the concentration of identified compounds are of the background values; IV - the area beyond the iron mines influence, where the chemistry of groundwater of the Kościeliska aquifer is natural. Two models were developed: hydrological model of water flow and hydrochemical model. Additionally, stable isotopes of hydrogen and oxygen, and tritium and radiocarbon were determined. The results obtained indicate that the changes of groundwater chemistry within the flooded iron mines area are significant. Maximum SO42- contents are 3-7 times higher than the acceptable levels for human consumption (Polish Drinking-Water Standards), Mn 5-80 times and Fe 30-500 times higher. Isotope hydrology, water flow modelling and hydrogeochemical interpretations suggest that waters in the zone III, in spite of their occurrence within the area of the cone of depression caused by the iron mining, are not influenced by acid and neutral polluted mine waters. Waters stored in abandoned mine workings are in the quasi-stagnation state and do not threat ground- water supplies in Częstochowa.