WPŁYW EKSPLOATACJI PODZIEMNEJ NA SRODOWISKO

W realizowanych przez człowieka procesach
produkcyjnych z góry jest przewidziana daleko idąca
ingerencja w środowisko naturalne, która zazwyczaj
narusza istniejącą w nim równowagę biologiczną i jest
przyczyną zagrożeń ekologicznych. Podstawowym
kryterium działalności gospodarczej człowieka
zachodzącej w środowisku przyrodniczym był i jest
zysk, nie uwzględniając kosztów „użycia” środowiska.
Wykorzystanie to na szczęście ulega zmianie.
Człowiek, zauważając ograniczoną wydolność
środowiska podjął działalność, która przy
wykorzystaniu środków technicznych i
organizacyjnych może znacznie ograniczać
degradację środowiska i przyspieszyć rekultywację
zniszczonych obszarów bądź ekosystemów.

Degradację środowiska przyrodniczego powodują, między

innymi, przemysł i górnictwo. Przedmiotem działalności

górniczej jest pozyskiwanie kopalin użytecznych. Czynność ta

musi być wykonywana w sposób racjonalny, zgodnie z

zasadami techniki. Przez pojęcie racjonalności należy

rozumieć nie tylko stosownie zasad ekonomii, ale również

właściwą ochronę złóż, środowiska, zapewnianie

bezpieczeństwa. Jedną z metod pozyskiwania kopalin jest

eksploatacja podziemna, czyli mająca swe złoża zalegające w
głębi Ziemi.

W Polsce technikę tę wykorzystuje się do

pozyskiwania takich kopalin użytecznych jak:

węgiel kamienny(Górnośląskie Zagłębie Węglowe,

Dolnośląskie Zagłębie Węglowe, Lubelskie Zagłębie

Węglowe),rudy miedzi(Legnicko-Głogowskim

Okręgu Miedziowym), rudy cynku i ołowiu(w dwóch

regionach: bolesławsko-olkuskim i chrzanowskim),

sól kamienna(trzy regiony: środkowopolskim,

południowo-zachodnim i przykarpackim),siarka(w

rejonie tarnobrzeskim, staszowskim).

Degradacja, środowisko, surowiec, rekultywacja,
kopalina to definicje ściśle związane z przedstawianym
tematem. Postaram się je wytłumaczyć:Środowisko –
rozumie się najczęściej „ogół elementów
przyrodniczych, szczególnie powierzchnię ziemi łącznie
z glebą, kopaliny, wody, powietrze atmosferyczne,
świat roślinny i zwierzęcy a także krajobraz, które
znajdują się zarówno w stanie naturalnym, jak też
przekształconym w wyniku działalności człowieka”.W
tak rozumianym pojęciu wyróżnia się środowisko:
naturalne, geograficzne, człowieka,
przyrodnicze.Degradacja środowiska – „to proces
zmniejszania się aktywności biologicznej, polegającej
na pogorszeniu warunków rozwoju organizmów żywych
i zmniejszeniu z jednostki powierzchni produkcji energii
w różnej postaci.”Złoże – skupisko pewnych minerałów
związanych ze sobą i z otoczeniem.·Kopalina –„skała
lub minerał oznaczeniu gospodarczym, uzyskiwana ze
złoża za pomocą procesów górniczych

W ostatnim okresie degradacja naturalnych zasobów
przyrody została wielokrotnie przyspieszona,
szczególnie w krajach uprzemysłowionych, w wyniku
rozwoju rolnictwa oraz dalszego rozwoju przemysłu,
energetyki, górnictwa. Górnictwo- poprzez
wzmożoną emisję zanieczyszczeń, nadmierną
eksploatację surowców mineralnych, odkładanie
szkodliwych odpadów na powierzchni ziemi –
powodują degradację zasobów środowiska
przyrodniczego na niespotykaną dotąd skalę.
Degradacja ta dotyczy zwłaszcza powietrza
atmosferycznego, wód(zarówno powierzchniowych,
jak i podziemnych), gleb oraz roślin i zwierząt.
Działalność górnicza złożona jest z szeregu wzajemnie
powiązanych działań, które można wyodrębnić ze
względu na dominujący rodzaj negatywnego skutku
jaki wywołują w środowisku.

celów niniejszej klasyfikacji wyróżniono następujące
operacje: urabianie skał, odwadnianie kopalń,
przewietrzanie wyrobisk, przeróbka kopalin,
składowanie urobku, odpadów i minerałów
technologicznych, transport urobku i odpadów.
Dominującymi rodzajami degradacji środowiska są:
przekształcenia geomechaniczne, przekształcenia
hydrogeologiczne, przekształcenia hydrologiczne,
przekształcenia powietrza przekształcenia gruntów i
gleb, przekształcenia szaty roślinnej, przekształcenia
obiektów budowlanych, odpady górnicze i
przeróbcze.

Rodzaje negatywnego

oddziaływania na środowisko

• Przekształcenia

geomechaniczne

• Przekształcenia

hydrologiczne

• Przekształcenia

powietrza

• Przekształcenia gruntów

i gleb

• Przekształcenia szaty

roślinnej

• Przekształcenia

obiektów budowlanych

Przekształcenia geomechaniczne,
hydrogeologiczne, hydrologiczne oraz
przekształcenia powietrza są przekształceniami
pierwotnymi, natomiast pozostałe są
przekształceniami wtórnymi, które nie mogą wystąpić
bez wcześniejszego zajścia jednego z przekształceń
pierwotnych. Przekształcenia geomechaniczne,
hydrogeologiczne oraz zmiany zachodzące w glebach
i szacie roślinnej, a także zmiany w zabudowie terenu
są powodem przeobrażeń krajobrazu danego regionu
górniczego. Poniżej scharakteryzowałam pokrótce
wpływ górnictwa podziemnego na środowisko.

Przekształcenia geomechaniczne są to zmiany
struktury górotworu oraz ukształtowania powierzchni
terenu, głównie na skutek ruchów(przemieszczeń) skał,
związanych z urabianiem skał, składowania urobku i
odpadów, a także będących wynikiem przekształceń
hydrologicznych. Urabianie skał polega na odspajaniu
kawałków skały od calizny i ich rozdrabnianiu bez zmiany
stanu skupienia albo na zmianie stanu skupienia skały w
stan ciekły lub gazowy. W zależności od zastosowanego
sposobu, skały urabia się mechanicznie lub wykorzystuje
technikę strzelniczą, ługowanie, zagazowanie. W każdym
przypadku, po usunięciu urobku, powstaje wyrobisko
podziemne. Zastosowana metoda eksploatacji złoża oraz
sposób urabiania skał determinują skutek wykonanych
działań, przejawiających się w postaci przemieszczeń skał
górotworu. Przemieszczenia te mogą mieć charakter
gwałtowny (rozrzut odłamków skalnych podczas urabiania
metodą strzelniczą, zawał skał stropowych)lub
powolny( osiadanie skał stropowych na podsadce lub
filarach podporowych).

Zwał lub osiadanie skał stropowych wyrobiska
podziemnego, a także wstrząsy górnicze, wywołują
deformacje górotworu i powierzchni terenu.
Deformacje powierzchni terenu dzieli się na ciągłe
oraz nieciągłe. Składowanie urobku i odpadów ma
swoje konsekwencje w zakresie przekształceń
geomechanicznych w postaci: składowisk kopaliny
np. siarki, węgla kamiennego, a także hałd i
składowisk odpadów stałych lub półpłynnych
pochodzących z przeróbki kopalin. W każdym
przypadku budowle te przyczyniają się do zmiany
ukształtowania powierzchni terenu.

Przekształcenia hydrogeologiczne polegają na
zmianach położenia i dynamiki wód podziemnych oraz ich
zanieczyszczeniu związkami szkodliwymi, będących
skutkiem odwadniania kopalń (niezbędnego przed
rozpoczęciem i w trakcie eksploatacji złoża), deformacja
górotworu i powierzchni terenu orazskładowania urobku,
odpadów i materiałów technologicznych. Odwadnianie
kopalni przed i w trakcie eksploatacji złoża jest konieczne
ze względu na niepożądane, naturalne i sztuczne dopływy
wody do wyrobisk górniczych. Dopływy naturalne są
wynikiem przesiąkania odpadów atmosferycznych do
wnętrza górotworu oraz osuszania porowatych warstw
wodonośnych i wodonośnych uskoków. Dopływy sztuczne
to przede wszystkim woda transportująca piasek
podsadzkowy, a także wody grzewcze wprowadzane do
górotworu przy prowadzeniu eksploatacji siarki.
Sczerpywanie wody z nakładu i z poziomu złoża oraz
odprowadzanie wód z dopływów sztucznych powoduje
skutki, które można podzielić na kilka grup:

zmniejszanie się zasobów wód podziemnych, a w
konsekwencji osuszanie górotworu i powstanie leja
depresji,· zmiany gradientów ciśnienia, kierunku i
prędkości przepływu wód podziemnych,
zanieczyszczenie wód podziemnych solami sodu,
wapnia, magnezu itd.które rozpuszczają się podczas
przepływu wody poprzez górotworu, odkształcenia
warstw górotworu oraz osiadanie powierzchni terenu
na skutek zagęszczenia się skał luźnych i zmian
właściwości skał plastycznych po usunięciu z nich
wody. Szczególne znaczenie mają przekształcenia

hydrogeologiczne w wodach podziemnych nie

przykrytych warstwami nieprzepuszczalnymi, czyli w
wodach przypowierzchniowych glebowych i
gruntowych. Stan i właściwości tych wód decydują
bowiem o warunkach wegetacji roślin oraz
właściwościach podłoża budowlanego.

Przekształcenia wód glebowych i gruntowych
polegają na zmianach poziomu ich
zwierciadła na skutek deformacji górotworu i
powierzchni terenu oraz na zanieczyszczeniu
związkami szkodliwymi. W niektórych
przypadkach zmiana poziomu wód glebowych
lub gruntowych może spowodować
podtopienie lub zawodnienie wodogruntowe
powierzchni terenu. Zanieczyszczenia mogą
przedostawać się do wód glebowych i
gruntowych ze składowisk urobku, odpadów i
minerałów technologicznych poprzez
wymywanie, ługowanie, i infiltrację.

Przekształcenia hydrologiczne są to zmiany
położenia i przepływu wód powierzchniowych na
skutek przekształceń geomechanicznych powierzchni
terenu, a także zanieczyszczenia tych wód związkami
szkodliwymi w wyniku zrzutów wód dołowych i
ścieków pochodzących z przeróbki kopalin oraz
spływu wód zanieczyszczonych ze składowisk urobku,
odpadów i minerałów technologicznych.
Przekształcenia hydrologiczne występują w dwóch
podstawowych formach: zmian sieci hydrograficznej
danego obszaru, zmian stanu chemicznego i
zanieczyszczania zawiesinami wód
powierzchniowych.Powodem zmian pierwszego typu
są deformacje powierzchni terenu, a właściwie
nierównomierne jej obniżenie się w wyniku
podziemnej eksploatacji górniczej.

W efekcie występują zakłócenia w przepływie wód
powierzchniowych oraz lokalne zmiany spadków cieków
i granic zlewni, prowadzące do powstawania zawodnień
rozlewiskowych i napływowych oraz do zmian układu
sieci hydrograficznej danego rejonu. W przypadku, gdy
pod ciekiem lub zbiornikiem wodnym powstanie
deformacja nieciągła(np. szczelina), może dojść do
przerwanie ciągłości warstwy izolującej dno i ucieczki
wody do wnętrza górotworu. Niekorzystne zmiany
chemizmu i stopnia mineralizacji wód
powierzchniowych, a także wzrost prędkości ich
przepływów, spowodowane są zrzutami wód dołowych
pochodzących z odwadniania kopalń oraz zrzutami
ścieków, będących odpadami płynnymi z przeróbki
kopalin. Wody powierzchniowe zanieczyszczane są
również poprzez spływ substancji szkodliwych ze
składowisk urobku, odpadów i minerałów
technologicznych oraz na skutek odpadu pyłów
zawartych w przekształconym powietrzu
atmosferycznym.

Przekształcenie powietrza sprowadzają się do jego
zanieczyszczenia pyłami i gazami powstającymi w
trakcie urabiania skał, przewietrzania kopalń,
odwadniania kopalń, transportu i składowiska urobku,
odpadów i minerałów technologicznych oraz podczas
przeróbki kopalin. Szczególnymi, szkodliwymi
efektami poważnych działań przenoszonymi przez
powietrze są hałas i promieniowanie jonizujące.
Przewietrzanie kopalń podziemnych powoduje emisję
do atmosfery znaczenie zanieczyszczonego powietrza
kopalnianego, jak również hałasu spowodowanego
głównie pracą wentylatorów, kompresorów i
dyfuzorów. Zanieczyszczenia powietrza i hałasu mają
miejsce również w czasie pracy powszechnie
stosowanych w górnictwie urządzeń o napędzie
spalinowym oraz urządzeń energetycznych, w których
wykorzystuje się proces spalania.

Procesy naturalne będące powodem
zanieczyszczeń powietrza w kopalniach
podziemnych to głównie: wydzielanie się
gazów ze skał, wybuchy metanu i pyłu np.
węglowego, pirytowego, pożary endogeniczne
i promieniowanie jonizujące.
Przekształcenia gleby i szaty roślinnej
Przekształcenia gleby i związane z nimi
bezpośrednio przekształcenia szaty roślinnej
są wywołane przez przekształcenia
geomehaniczne powierzchni terenu,
przekształcenia wód glebowych oraz opad
zanieczyszczeń zawartych w przekształconym
powietrzu atmosferycznym. Przekształcenia
pokrywy glebowej i wynikające z tego
konsekwencje można podzielić na trzy grupy:

zmiany typu gospodarki gruntowo-wodnej, wywołane
zmianami położenia zwierciadła wód glebowych, co
ma decydujący wpływ na stan uwilgotnienia gleb oraz
ich funkcje produkcyjne, zmiany właściwości
mechanicznych i chemicznych gleb, prowadzące w
niektórych przypadkach do ich degradacji,
spowodowane zanieczyszczeniami zawartymi w
wodach glebowych, jak i pyłami opadającymi na
glebę z powietrza atmosferycznego, uszkodzenia lub
zniszczenia pokrywy glebowej, a także jej zatopienie
wodami tworzących się zlewisk na skutek
przekształceń geomechanicznych i związanych z nimi
przekształceń hydrogeologicznych i
hydrologicznych.Wszystkie wyszczególnione rodzaje
przekształceń glebowych mają wpływ na stan szaty
roślinnej danego obszaru, która w skrajnym
przypadku może ulec całkowitemu zniszczeniu.

Przekształcenia obiektów budowlanych
Przekształcenia obiektów budowlanych
zlokalizowanych na powierzchni terenu i w podziemiu
kopalni powstają w wyniku oddziaływania na te
obiekty deformacji górotworu i powierzchni terenu,
wstrząsów górniczych oraz zmian zachodzących w
wodach gruntowych. Przekształcenia te ujawniają się
zawsze w postaci różnego rodzaju uszkodzeń tych
obiektów lub ich elementów w skrajnych przypadkach
może dojść nawet do całkowitego zniszczenia obiektu.
Rozmiar uszkodzeń zależy od intensywności
oddziaływania na obiekt eksploatacji górniczej i
przekształceń bezpośrednio z nią związanych oraz od
odporności obiektu na wpływy górnicze, w
szczególności zastosowanych rozwiązań
konstrukcyjnych (m.in. zastosowanych zabezpieczeń)
i stanu technicznego obiektu.

Oddziaływania górnicze mogą być przyczyną uciążliwości dla
użytkowników obiektów. Niekiedy konieczne jest nawet ograniczenia,
zmiana sposobu lub całkowite zaprzestanie użytkowania obiektu
budowlanego.
„W skutek eksploatacji węgla kamiennego, np. w filarze ochronnym
pod Katowicami, południowa część miasta obniża się o ponad trzy
metry, śródmieście zaś blisko o jeden metr.Bytom obniża się jeszcze
bardziej, w niektórych miejscach obniżenie wynosiło 5 do 6
metrów.”„W ciągu powojennego 40-lecia z filarów ochronnych
wydobyto 1,7 mld ton węgla.Z licznych danych wynika, że w tatach
1945-1983 na skutek eksploatacji górniczej węgla kamiennego
całkowitemu zniszczeniu uległo ponad 36 tyś. mieszkań. W samym
tylko Bytomiu wyburzono 350 domów, zaś dalszych 300 czeka ten sam
los. Wstrząsy uszkodziły blisko 1/3 wszystkich domów w tym mieście w
minionych latach. W Katowicach trzeba wyburzyć 300 domów. Do
Okręgowej komisji Górniczej w Katowicach w roku 1984 napłynęło aż
ok. 7 tyś. wniosków o naprawę szkód górniczych.” Na skutek szkód
górniczych ulegają aktualnie zniszczeniu lub uszkodzeniu nie tylko
domy i całe osiedla, ale również zakłady przemysłowe, cementownie,
huty, linie kolejowe i drogi.„W wyniku eksploatacji węgla kamiennego
w kopalniach „Knurów” i „Szczygłowice” nastąpiła również ogromna
dewastacja powierzchni nad kopalniami. Tereny obniżyły się tam o
około 9-10 m. Powstały zalewiska o powierzchni ok. 150 ha, ponadto
podtopiony został obszar wynoszony powyżej 1000 ha.”

Odpady górnicze i przeróbcze są to masy ziemne
lub inne skalne substancje stałe, a także nie będące
ściekami substancje ciekłe, powstające podczas
górniczych robót przygotowawczych,
udostępniających i eksploatacyjnych oraz w wyniku
przeróbki kopalin, i nie przydatne w miejscu lub
czasie, w którym powstały.Podstawowym odpadem
górniczym wytwarzanym w wyniku robót
udostępniających, przygotowawczych i
eksploatacyjnych złóż jest skała płonna, czyli skała,
którą uważa się za nieużyteczną w odniesieniu do
eksploatowanej kopaliny. Odpady wytwarzane w
trakcie eksploatacji i przeróbki węgli kamiennych, tzw.
powęglowe, stanowią płonne skały karbońskie,
towarzyszące pokładom węgla kamiennego.„W roku
1999 górnictwo węgla kamiennego wytworzyło
44691,9 tys. ton odpadów, z których wykorzystano
gospodarczo 34 349,1 tys. ton, a 10 173 tys. ton
zostało składowane na hałdach.

Ogółem składowanych jest na hałdach olbrzymia ilość
odpadów – 752 136, 1 tys. ton.” [1]Odpady przeróbcze
(gruboziarniste i drobnoziarniste, poflotacyjne oraz muły z
obiegów wodno-mułowych) pochodzą z procesów
wzbogacania urobku surowego wg różnych technologii,
charakteryzują się większą stabilnością składu
chemicznego, mineralogicznego i petrograficznego dla
swojego rodzaju. Odpady te mogą być wykorzystywane do
robót inżynieryjnych.Składowiska odpadów zajmują
znaczne powierzchnie terenu i przyczyniają się do
niekorzystnych zazwyczaj zmian krajobrazu.Prowadzą do
powstawania nieużytków antropogenicznych nie tylko w
miejscach ich lokalizacji, ale również w najbliższym
otoczeniu. Odpady znajdujące się na składowiskach są
potencjalnym źródłem przekazywania do środowiska
ładunków zanieczyszczeń. Mogą być przyczyną skażeń
powietrza pyłami i gazami (np. w przypadku pożaru
składowiska), wód gruntowych i gleb na skutek opadu
pyłów oraz infiltracji w podłoże wysoko zmineralizowanych
wód nad osadowych, a także niekorzystnych przekształceń
szaty roslinnej.

Odpady te są również w wielu przypadkach
źródłem szkodliwego promieniowania
jonizującego. Minimalizacje negatywnych
wpływów działalności górniczej na środowisko
uzyskuje się na drodze realizacji przedsięwzięć
podejmowanych przed wystąpieniem
niepożądanego skutku, czyli działań
profilaktycznych, oraz poprzez naprawę lub
likwidację powstałych szkód. Profilaktyka
powinna być projektowana na każdym etapie
działalności górniczej w danym rejonie.

Literatura:
1.Maciak F.„Ochrona  rekultywacja środowiska”,
SGGW,  Warszawa 1996.
2.Maciejewska A., „Rekultywacja i ochrona
środowiska w górnictwie odkrywkowym”
3.Ostrowski J.(red.), „Ochrona środowiska na terenach
górniczych”,  IGSMiE PAN , Kraków 2001
4.Ostrihansky R. „Eksploatacja podziemna złóż węgla
kamiennego”, „Śląsk”, Katowice 1996
5.Ustawa o ochronie i kształtowaniu środowiska z
dnia 31.01.1980.
6.rhttp://www.google.pl/search?
q=cache:KOaNV0IEKPsJ:www.silesia-
region.pl/przest_plan/ekofiz/3_diagn_stanu/1_dot_zmi
any/01_degr_pow_ziem/iii_1_1degr_ziemi.pdf+podzie
mna+eksploatacja&hl=pl

Document Outline