Nr 3 - 4 (153-154) Marzec - Kwiecień 2008 r.

NEGATYWNE SKUTKI TRZEBA USUWAĆ
GÓRNICTWO INWESTUJE W EKOLOGIĘ

Górnictwo węgla kamiennego, niezależnie od stosowanych technologii eksploatacji, powoduje określone negatywne skutki w środowisku, wynikające z ingerencji człowieka w naturalne struktury geologiczne i przyrodnicze.

Każdy zakład górniczy oddziałuje na środowisko w zakresie obejmującym atmosferę, hydrosferę górotwór z jego obszarem brzegowym – powierzchnią terenu. Dlatego przyjęcie preferencji na rzecz ochrony i kształtowania środowiska stawia przed górnictwem węglowym określone zadania dostosowania eksploatacji węgla do wymagań ekologicznych. Toteż coraz większą wagę przywiązuje się do działań proekologicznych, zgodnych z zasadami strategii zrównoważonego rozwoju. W tym celu, w zakładach górniczych prowadzona jest szeroka działalność inwestycyjna m.in. w zakresie ochrony wód powierzchniowych, gospodarki odpadami górniczymi, ograniczenia emisji pyłów i gazów do atmosfery, ochrony przed uciążliwościami hałasu oraz rekultywacji terenów zdegradowanych i pogórniczych. 

Jak podkreśla, dr hab. inż. Piotr Strzałkowski, prof. Politechnik Śląskiej, kierownik Katedry Geomechaniki, Budownictwa Podziemnego i Zarządzania Ochroną Powierzchni na Wydziale Górnictwa i Geologii, wśród niepożądanych form oddziaływania zakładów górniczych na atmosferę wyróżnić należy: 

• Zanieczyszczenie pyłem (odpadami drobnofrakcyjnymi) i gazami. Miejscami powstawania największej ilości pyłów są stanowiska pracy maszyn i urządzeń służących do urabiania, transportu i wzbogacania. W przypadku kopalń węgla kamiennego do atmosfery przedostają się gazy kopalniane o bardzo niewielkim stężeniu. Wyjątek stanowi metan, którego stężenia mogą być, w przypadkach niektórych kopalń, stosunkowo duże. W kopalniach odkrywkowych, w wyniku urabiania za pomocą materiałów wybuchowych, wydzielają się do atmosfery gazy postrzałowe i pyły. 
• Hałas, którego głównymi źródłami są: wentylatory kopalniane ( w kopalniach podziemnych ), zakład przeróbczy, transport kołowy i szynowy, maszyny o urabiania, ładowania i transportu oraz roboty strzałowe w kopalniach odkrywkowych. 

Poważnym problemem ekologicznym jest zanieczyszczenie wód powstające w wyniku eksploatacji górniczej, związane z następującymi czynnikami: odprowadzaniem z górotworu dużych ilości wód, często o wysokim stopniu zasolenia; postawanie ścieków wyniku funkcjonowania zakładu przeróbczego; ściekami komunalnymi związanymi z funkcjonowaniem łaźni kopalnianej. 

Przeobrażenia powierzchni terenu obejmują najwięcej czynników negatywnie wpływających na środowisko naturalne. Odpady powstające w procesach przeróbczych, a także w wyniku prowadzenia robót udostępniających, składowane są na powierzchni terenu, trwale szpecąc krajobraz. W podobny sposób, na degradację środowiska, wpływa eksploatacja w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego, surowców skalnych i siarki. Przekształcenia geomechaniczne, natomiast, związane są z bezpośrednimi wpływami eksploatacji podziemnej, powodującej deformacje ciągłe i nieciągłe. Mogą one występować również w przypadku konwergencji komór eksploatowanych otworowo. Związane są również z wpływami pośrednimi. Wśród nich można wyróżnić dodatkowe wartości deformacji wynikające ze zmian stosunków wodnych w górotworze. Występują one w przypadku stosowania podziemnej, odkrywkowej i otworowej eksploatacji złóż. Do wpływów tych, w sensie przekształcania i niszczenia obiektów budowanych na powierzchni terenu, można także zaliczyć wstrząsy górotworu. Kojarzy się je najczęściej z prowadzeniem eksploatacji podziemnej. Jednakże, co należy podkreślić, wstrząsy o największej energii wystąpiły w Polsce w kopalni odkrywkowej KWB „Bełchatów”. Wpływy wtórne natomiast, polegają na reaktywacji starych zrobów w wyniku kolejnej eksploatacji podziemnej, najczęściej na większej głębokości. Oddziaływanie górnictwa na atmosferę jest ściśle zależne od stosowanej metody eksploatacji i rodzaju kopaliny użytecznej. Jej zanieczyszczenie pyłem węglowym wiąże się z urabianiem, transportem węgla oraz jego wzbogacaniem. 

-Pył węglowy nie jest tak bardzo niekorzystny dla układu oddechowego człowieka, jak pył kamienny, zawierający krzemionkę, będącą przyczyną pylicy płuc - wyjaśnia prof. Strzałkowski. - W przypadku kopalń węgla kamiennego pył kamienny powstaje głównie w przodkach robót udostępniających, a zatem rozprzestrzenia się na ograniczonym obszarze i jest szkodliwy wyłącznie dla górników tam pracujących. W kopalniach odkrywkowych surowców skalnych, gdzie urabianie następuje przy zastosowaniu materiałów wybuchowych, powstaje pył kamienny, który rozprzestrzenia się na większym obszarze. Zanieczyszczenia atmosfery w górnictwie odkrywkowym surowców skalnych są zresztą stale niwelowane. Ograniczanie emisji pyłu uzyskuje się na drodze stosowania wiertnic z pochłaniaczami pyłu, a emisja szkodliwych gazów ograniczana jest dzięki stosowaniu coraz lepszych materiałów wybuchowych. Niestety, w trakcie detonacji ładunków powstaje pył, tworzący wraz z gazami postrzałowymi chmurę, która unosi się na wysokość od 200 do 300 metrów. Jednakże szybko zanika. Oddziaływanie gazów postrzałowych na środowisko naturalne jest najczęściej pomijane. Trwają jednak prace nad uzyskiwaniem materiałów, których eksplozje powodują wydzielanie mniejszych ilości szkodliwych gazów: CO i CO2 oraz NOx . Wyniki badań wskazują na konieczność zachowania odpowiednich proporcji składników materiałów wybuchowych, w tym oleju (reduktora) i niestosowanie saletry rolniczej. Stosuje się materiały nowej generacji wykorzystujące emulgatory lub inne zawiesiny, co pozwala ograniczyć emisję szkodliwych gazów od 10 do 30 razy. W miejscach pracy maszyn i urządzeń na powierzchni terenu, które wymieniłem wyżej, hałas przekracza często dopuszczalne normy i wynosi nawet pond 100dB. Powoduje to nie tylko dyskomfort mieszkańców okolic zakładów, lecz przede wszystkim uszkodzenia słuchu. Eksploatacja odkrywkowa powoduje przeobrażenia powierzchni terenu, często o ogromnej skali, co związane jest ze zdejmowaniem nadkładu i wybieraniem złoża kopaliny użytecznej, o dużej miąższości. Miąższość zdejmowanego nadkładu wynosi do około 300 metrów. Poważnym problemem są uciążliwości, będące następstwem robót strzałowych (gazy postrzałowe, drgania gruntu i ich wpływ na obiekty).Rekultywacja terenu, w przypadku dużych odkrywek, jest bardzo kłopotliwa. W krajach Europy Zachodniej, m.in. w Niemczech i Wielkiej Brytanii przestrzeń poeksploatacyjną małych odkrywek zapełnia się odpadami komunalnymi, tworząc ekologiczne składowiska. Proces ten wymaga odpowiedniego przygotowania spągu i ociosów odkrywki przez uszczelnianie ich skałami ilastymi i folią PCV ułożoną na warstwie piasku. Wodę odprowadza się systemem rur perforowanych i oczyszcza wstępnie, przepuszczając przez odpowiednie filtry. W wyniku działania bakterii tlenowych i beztlenowych następuje wydzielanie się biogazu zawierającego składniki o rożnych stężeniach. Biogaz odprowadzany jest systemem studzienek. Po około pięciu latach zawiera ok. 70% metanu. Dlatego wykorzystywany jest dla celów gospodarczych. Gaz ten wydziela się nawet przez 50 lat. Wierzchnia warstwa przykrywana jest humusem, co pozwala na zasiew roślin niskopiennych i przeznaczenie obszarów byłych kopalń na tereny rekreacyjne. Nośność gruntu jest niewielka, co nie pozwala na przeznaczanie takich terenów pod zabudowę. Dawne wyrobiska odkrywkowe mogą być również wykorzystywane dla celów użyteczności publicznej. Przykładami mogą być: tor saneczkowy wykonany z wykorzystaniem wyrobiska odkrywkowego, w którym wydobywano andezyt, na stokach góry Wżar w Pieninach; amfiteatr w dawnym kamieniołomie wapienia na Górze Św. Anny na Śląsku Opolskim. Interesującym pomysłem okazało się wykonanie stoku narciarskiego, czynnego przez cały rok, na zboczu hałdy kopalnianej w Essen w Niemczech, czy też w Bytomiu w dawnym kamieniołomie. 

Deformacje ciągłe towarzyszą eksploatacji górniczej zawsze, bez względu na warunki geologiczno – górnicze. Przejawiają się one w postaci obniżeń i ich pochodnych, zwanych wskaźnikami deformacji. Oprócz obniżeń, najważniejszymi wskaźnikami są: nachylenia, krzywizny pionowe, przesunięcia i odkształcenia poziome. Na rozkład i wielkość deformacji mają wpływ czynniki naturalne, takie jak głębokość zalegania, miąższość pokładu i kąt upadu, miąższość nadkładu, zaburzenia tektoniczne, zawodnienie górotworu. Natomiast do czynników technicznych zaliczyć należy: sposób kierowania stropem, odpowiednie usytuowanie frontu względem chronionego obiektu, odpowiednie ukształtowanie i prędkość postępu frontu eksploatacyjnego. Mając wpływ na zmiany czynników technicznych, można zmniejszać wartości wskaźników deformacji. Natomiast na wyeliminowanie czynników geologicznych nie mamy wpływu. Zmiany stosunków wodnych na powierzchni terenu powodować mogą wystąpienie obszarów zalewisk lub podtopień. Deformacje ciągłe towarzyszą również eksploatacji prowadzonej metodą otworową. Natomiast w wyniku przekształceń hydrologicznych i migracji wód tworzą się również deformacje ciągłe w rejonie okrywek. Zasięg leja depresji KWB „Bełchatów” wynosił 21 km przy głębokości odkrywki 185 m. Wartość maksymalnych osiadań wyniosła 0.7 m. Problematyka deformacji ciągłych dotyczy, w przypadku eksploatacji odkrywkowej, również zagadnień związanych ze statecznością skarp i zboczy. 

Deformacje nieciągłe powstają w wyniku widocznego przerwania ciągłości i względnego przemieszczenia cząstek przypowierzchniowej warstwy górotworu. Górnictwo boryka się z dwoma rodzajami deformacji: -typu powierzchniowego, występujące na pewnej powierzchni o konturze zamkniętym; - typu liniowego, o dominującym jednym wymiarze (długości), dzielące powierzchnię terenu na części. Deformacje nieciągłe mogą przyjmować formy zapadlisk, osuwisk i wypiętrzeń terenu. Pewną formą pośrednią, pomiędzy deformacjami ciągłymi i nieciągłymi, są niecki osiadania o powierzchni nieciągłej oraz nieregularnej.

Zalewisko poeksploatacyjne zasypywane odpadami. W głębi widoczny zalany budynek.

Zalewisko poeksploatacyjne i hałda.

Chmura gazów i pyłów po detonacji materiału wybuchowego w kopalni wapienia.

opracowała Mira Borkiewicz (Na podstawie monografii Piotra Strzałkowskiego,  pt.„Ochrona środowiska na terenach górniczych. Wybrane problemy”) Kolumna dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach