fot: Maciej Dorosiński
fot: Maciej Dorosiński
Szkody górnicze są naturalną konsekwencją eksploatacji węgla. Pociągają za sobą niemałe koszty. Polska Grupa Górnicza prowadzi wiele działań mających na celu ich minimalizację. Jedną z inicjatyw jest projekt unijny finansowany z Funduszu Badawczego Węgla i Stali.
W Polsce węgiel kamienny pozyskiwany jest wyłącznie metodą głębinową. Wydobycie postępuje nie tylko w dół, ale również wszerz. Po wydobytym węglu powstają w górotworze puste przestrzenie. Ich wysokość waha się od kilkudziesięciu centymetrów do kilku metrów. Pustki ulegają następnie zawałowi. Nie następuje to jednak od razu, lecz w dłuższym czasie. Co ciekawe, zasadnicza część zawału – 80 do 90 proc. – następuje zazwyczaj w ciągu roku, lecz do uspokojenia się terenu dochodzi dopiero po kilku latach. W późniejszym okresie górotwór uaktywnia się w wyniku reaktywacji starych zrobów.
Niszcząca pustka
Gdy pustka wytworzona w górotworze po wydobyciu węgla ulegnie zawałowi, na powierzchni dochodzi m.in. do obniżania się terenów lub tworzenia niecek. Na granicy niecki grunt rozciąga się, a jego powierzchnia przechyla w kierunku jej środka. W wyniku tych zjawisk przechylają się również budynki. Na skutek sił rozciągających pękają fundamenty. Rozerwaniu ulega także infrastruktura liniowa.
Zawał wyrobiska generuje ponadto wstrząsy o różnej skali wielkości. Nie pozostaje to bez wpływu na stosunki wodne. Powstałe na powierzchni ziemi niecki są zalewane wodami opadowymi. W kopalniach odkrywkowych przyczyną szkód są głównie wstrząsy i obniżenie poziomu wód gruntowych. Zaburzenia stosunków wodnych wpływają na poziom plonów gruntów rolnych.
Powstanie mapa odkształceń
- Skutkiem tego, że wydobycie na danym terenie odbywa się w coraz to nowych, niższych pokładach, ruch zakładu górniczego oddziałuje na daną nieruchomość na przestrzeni wielu lat. Powstają coraz to nowe szkody, a jednocześnie powiększają się te stare. Z powstawaniem szkód górniczych łączy się bezpośrednio zagadnienie zapobiegania im. Zgodnie z przepisami ustawy Prawo geologiczne i górnicze z 2011 r., wydobycie powinno być prowadzone w taki sposób, aby degradacja środowiska była jak najmniejsza. Wszystkie budynki i budowle znajdujące się w obrębie terenu górniczego na etapie budowy są zabezpieczane przed szkodami górniczymi. Koszt tych zabezpieczeń ponosi przedsiębiorca górniczy – podkreśla Bartłomiej Bezak, kierownik projektów w Biurze Innowacji i Implementacji Nowych Technologii PGG.
W celu uniknięcia kosztów PGG prowadzi wiele działań mających na celu minimalizację powstawania szkód. Jedną z tych inicjatyw jest projekt unijny finansowany z Funduszu Badawczego Węgla i Stali i2MON – RFCS PROJECT #800689 – o nazwie „Zintegrowany system informacyjny”.
- Celem badań jest stworzenie mapy odkształceń terenu wskutek eksploatacji przy pomocy specjalistycznych urządzeń badawczych. Chodzi o kontrolę zachowania terenu po zakończeniu eksploatacji górniczej w kopalniach. Pozyskane wyniki usprawnią obecny system monitorowania ruchów powierzchni terenu wywołanych działalnością górniczą. Z kolei celem prac zespołu projektowego jest określenie procesów fizycznych mających wpływ na deformacje gruntu oraz opracowanie odpowiedniej metody ich modelowania – dodaje Bartłomiej Bezak.
W projekcie zostanie opracowany system gromadzenia danych umożliwiający stworzenie zintegrowanej usługi internetowej w formie geoportalu, służącej do podejmowania decyzji dotyczących dalszej eksploatacji.
W międzynarodowym konsorcjum
Polska Grupa Górnicza jest jednym z członków międzynarodowego konsorcjum, w którego skład wchodzą instytuty badawcze oraz jednostki specjalizujące się w pomiarach. Innowacyjność projektu polega na integracji systemów pomiarowych stosowanych w przemyśle wydobywczym, automatycznej i inteligentnej wymianie danych oraz digitalizacji technologii produkcyjnych. Badania prowadzone w wybranych polach badawczych będą wykonywane m.in. przy pomocy czujników satelitarnych Sentinel Copernicus, dronów z zaawansowanymi przyrządami pomiarowymi oraz czujników naziemnych.
Metody te mają za zadanie dostarczyć ciągłych, niemalże w czasie rzeczywistym, danych o odkształceniach, co w procesie modelowania komputerowego dostarczy obszernych informacji o nich, zwizualizowanych w technologii 3D. Dane posłużą pracownikom komórek odpowiedzialnych za wpływ eksploatacji na środowisko do przeprowadzenia ewentualnych działań zaradczych oraz prewencyjnych. Innowacyjne i nowoczesne narzędzia nie pozostaną również bez wpływu na kształtowanie świadomości społecznej w zakresie istniejących i przyszłych eksploatacji.
Polem badawczym projektu będzie kopalnia Piast-Ziemowit, gdzie we wstępnej fazie teren przewidziany do eksploatacji zostanie zmapowany przy pomocy czujników satelitarnych. Porównanie danych sprzed eksploatacji oraz danych zebranych podczas eksploatacji pozwoli na stworzenie modelu cyfrowego osiadania terenu. Dodatkowo w celu potwierdzenia modelu matematycznego system zostanie zasilony pomiarami z czujników naziemnych.
– Jeden z celów projektu obejmuje również badania osuwisk. Te badania zostały już rozpoczęte w byłej kopalni odkrywkowej Cottbus-Nord w Niemczech. W 2015 r. zakończyła ona swoją eksploatację. Aby zrealizować założenia projektu, musiano przeprowadzić roboty ziemne mające na celu przygotowanie i zabezpieczenie zbiornika oraz jego przyszłych brzegów na okoliczność zalania. Na wschodnim brzegu ziemia jest zagęszczana za pomocą odpowiedniej technologii i tym samym zestalana. Ta sama technologia jest stosowana na dwóch wyspach na wschodzie jeziora – opisuje dalej Bartłomiej Bezak z PGG.
Największe sztuczne jezioro
Zalewanie zbiornika rozpocznie się jeszcze w br. Zgodnie z obecnym stanem planowane zalewanie potrwa pięć do sześciu lat. Planowane otwarcie obiektu ma nastąpić w 2024 r. Całkowicie zalany teren pokopalniany będzie zawierał 150 mln m sześc. wody. Powstanie tym samym największe jezioro w łużyckim obszarze górniczym, a zarazem największe sztuczne jezioro w Niemczech o powierzchni 1900 ha. Plan zagospodarowania tego terenu był wynikiem zbioru pomysłów powstałego w ramach ogólnoeuropejskiego konkursu.
