Ocena zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią usytuowanych w zlikwidowanych podziemnych zakładach górniczych

Ocena zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią usytuowanych w zlikwidowanych podziemnych zakładach górniczych
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

W artykule omówiono metodykę oceny zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią, usytuowanych na terenach zlikwidowanych podziemnych zakładów górniczych, oraz wyniki ich inwentaryzacji przeprowadzonej na terenie zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego Zagłębia Dąbrowskiego. Przedstawiono informację o Archiwum Dokumentacji Mierniczo-Geologicznej przy Wyższym Urzędzie Górniczym oraz wykorzystaniu w pracach inwentaryzacyjnych zgromadzonej w nim dokumentacji mierniczo-geologicznej, zawierającej informacje o wyrobiskach górniczych zlikwidowanych zakładów górniczych.

Wprowadzenie

Brak szczegółowego rozpoznania lo¬kalizacji zlikwidowanych szybów, sztolni i upadowych po dawnej działalności górni¬czej powodował, że nie podejmowano do tej pory prób oceny wpływu oraz zagrożeń związanych z wyrobiskami górniczymi mającymi połączenie z powierzchnią. Przy¬czyny ujawniania się zapadlisk w miejscach zlikwidowanych wcześniej wyrobisk, np. w lasach, na osiedlach miejskich i drogach, analizowano wyłącznie jednostkowo, co nie służyło formułowaniu wniosków o charak¬terze kompleksowym.
Wyższy Urząd Górniczy od lat 90. ubie¬głego stulecia podejmował starania zmierza¬jące do identyfikacji obszarów zagrożeń ze strony płytkich zrobów, szybów i szybików po dawnej eksploatacji górniczej, głównie w obrębie Górnośląskiego Zagłębia Węglo¬wego (GZW). Wnioski zawarte w raporcie OSG/8/1998 "Z rozpoznania płytkiej eks¬ploatacji górniczej w obszarach górniczych czynnych kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego", opracowanym przez pracowników departamentu Ochrony Środowiska i Gospodarki Złożem wskazywały, iż:
- Na całkowitą powierzchnię (152,1 km1 2) objętą do 1998 r. eksploatacją 42 ko¬palń węgla kamiennego GZW, 26,4 km2 (13%) to rejony, gdzie występuje płytkie kopalnictwo rud cynku i ołowiu. Łącznie, w obrębie obszarów górniczych obję¬tych płytką eksploatacją górniczą węgla kamiennego oraz rud cynku i ołowiu, zlikwidowane były 3004 szyby i 137 upa¬dowych.
- W 12 zlikwidowanych kopalniach i zakładach górniczych ("Dębieńsko", "Grodziec", "Jan-Kanty", "Jowisz", "Katowice-Kleofas", "Niwka-Modrzejów", "Porąbka-Klimontów", "Powstańców Śląskich", "Siemianowice", "Siersza", "Sosnowiec", "Wojkowice"), na powierzchni 132 km2, gdzie odnotowano prowadzenie płytkiej eksploatacji węgla kamiennego oraz rud cynku i ołowiu, znajduje się 1135 zlikwidowanych szybów i 66 upadowych.

Z kolei, w raporcie OSG 8/2009 "W sprawie zlikwidowanych szybów w zakładach górniczych węgla kamiennego GZW po 1990 r.", sporządzonym na podstawie analizy dokumentów dostępnych w działach: mierniczo-geologicznych, energomechanicznych oraz gospodarki mieniem zakładów górniczych, przedstawiono analizę 64 kopalń węgla kamiennego. Zebrane dane prowadziły do następujących wniosków:
- Na terenach pogórniczych zlikwidowanych kopalń GZW, według stanu na 2009 r. zlikwidowanych było: 887 szybów, 53 otworów wielkośrednicowych i 142 upadowych, tj. łącznie 1092 wyrobisk. W okresie od 1990 do 2009 r. zlikwidowano: 131 szyby, 7 upadowych i 1 otwór wielkośrednicowy. Ponadto, na terenach pogórniczych 8 szybów wykorzystywanych jest jako pompownie głębinowe, 15 jako pompownie stacjonarne, 4 jako szyby ujściowe wody, jeden jako piezometr oraz 4 jako zbiorniki retencyjno-dozujące. Zlikwidowane szyby na terenach pogórniczych (po 1990 r.) mają głębokość od 80 m (szyb Ludmiła kopalni "Niwka-Modrzejów") do 1143 m (szyb I kopalni "Morcinek").
- Spośród wszystkich zlikwidowanych wyrobisk w czynnych i zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego GZW, wyrobiska mające połączenie z powierzchnią to: 1964 szyby, 56 otwory wielkośrednicowe i 192 upadowe.

W trakcie rozpoznania zlikwidowanych wyrobisk kopalń węgla kamiennego rud cynku i ołowiu ustalono, że wyrobiska te były likwidowane w różny sposób. Stosowano przy tym różne, dostępne wówczas środki, materiały i technologie. Wraz z upływem czasu, w wyniku zachodzących w górotworze procesów, w ich otoczeniu dochodziło do niekorzystnych zmian, przejawiających się w postaci np.: zapadlisk, uskoków terenowych, niekontrolowanej emisji gazów, czy zmian stosunków wodnych w gruncie i na powierzchni, stwarzających zagrożenie dla bezpieczeństwa powszechnego. Powyższe wskazuje na znaczącą skalę problemu, który wymaga szczegółowego rozpoznania i ostatecznego, systematycznego uporządkowania.

2. Metodyka oceny zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią, usytuowanych na terenach zlikwidowanych podziemnych zakładów górniczych

W 2010 r. Wyższy Urząd Górniczy, wsparty finansowo przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, w ramach realizacji programu priorytetowego "Zmniejszenie uciążliwości wynikających z wydobywania kopalin" przeprowadził postępowanie, którego celem było wyłonienie wykonawcy pierwszego etapu pracy badawczej, tj. projektu polegającego na opracowaniu "Metodyki oceny zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią usytuowanych na terenach zlikwidowanych podziemnych zakładów górniczych". Projekt został zrealizowany w 2011 r. przez Główny Instytut Górnictwa w Katowicach - Zakład Ochrony Powierzchni i Obiektów Budowlanych.

Opracowana metodyka [5] wskazuje na potrzebę przeprowadzenia kwerendy i wykorzystania już zgromadzonych (w instytucjach, urzędach, archiwach) danych o wyrobiskach górniczych, mających połączenie z powierzchnią, w zlikwidowanych zakładach górniczych dla uzyskania materiału reprezentatywnego do oceny skali problemu. W opracowaniu [5] przedstawiono sposób postępowania przy lokalizacji wyrobisk górniczych (rys. 1). Wskazano też podstawowe parametry opisujące warunki geologiczne i wyrobiska górnicze, które należy wprowadzić do bazy danych, zaproponowano metodykę badań terenów wokół wyrobisk mających połączenie z powierzchnią metodami nieniszczącymi:
- kartowanie geologiczne,
- badania geofizyczne: grawimetria, georadar, metody: elektrooporowa, konduktometryczna i geotermiczna,

oraz opracowano dokument określający zagrożenie dla wyrobiska - kartę oceny parametrycznej (tab. 1). Ponadto, podano w nim klasyfikację zagrożenia powierzchni ze strony wyrobiska szybowego (tab. 2), a dla sklasyfikowania ryzyka zagrożenia powierzchni ze strony wyrobisk zaproponowano przyjęcie czterostopniowej charakterystyki potencjalnych szkód, w zależności od rozmiarów szkody i całościowych kosztów jej likwidacji (tab. 3).

Z uwagi na znaczną skalę zjawiska, zaproponowano podzielenie inwentaryzacji wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią na etapy.

3. Inwentaryzacja wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią

Opierając się na wytycznych zawartych w "Metodyce oceny zagrożeń...", w latach 2013-2014, Przedsiębiorstwo Miernictwa Górniczego Sp. z o.o. w Katowicach zrealizowało drugi etap pracy badawczej - "Inwentaryzacja wszystkich wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią, znajdujących się na terenie zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego Zagłębia Dąbrowskiego" [2]. Zinwentaryzowano 685 wyrobisk byłych kopalń: "Grodziec", "Jowisz", "Niwka-Modrzejów", "Paryż", "Saturn" i "Sosnowiec", usytuowanych na obszarze administracyjnym gmin: Będzin (174 wyrobiska), Czeladź (21 wyrobisk), Dąbrowa Górnicza (121 wyrobisk), Mysłowice (5 wyrobisk), Psary (1 wyrobisko), Sosnowiec (345 wyrobisk), Strzyżowice (9 wyrobisk) i Wojkowice (9 wyrobisk). Dla każdego zinwentaryzowanego wyrobiska sporządzono:
- kartę informacyjną wyrobiska górniczego,
- kartę oceny parametrycznej wyrobiska górniczego,
- kartę oceny zagrożenia i ryzyka ze strony wyrobiska górniczego,
- dokumentację fotograficzną, obrazującą aktualny stan powierzchni w rejonie wyrobiska,
- pomiar geodezyjny, określający współrzędne wyrobiska górniczego,
- mapę w skali 1:5000, pozwalającą na lokalizację wyrobiska górniczego w terenie.

Integralną część opracowania stanowi relacyjna baza danych wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią, która:
- dzieli informacje na tabele tematyczne i redukuje dane nadmiarowe,
- udostępnia informacje potrzebne do prawidłowego wprowadzania danych do tabel,
- pomaga utrzymywać i zapewniać dokładność oraz integralność informacji,
- uwzględnia potrzeby w zakresie przetwarzania danych i raportowania.

Informację w postaci papierowej (11 tomów) oraz cyfrowej przekazano do Samodzielnego Wydziału - Archiwum Dokumentacji Mierniczo-Geologicznej przy Wyższym Urzędzie Górniczym oraz Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Poinformowano również organy samorządowe, których tereny były przedmiotem inwentaryzacji, o możliwości korzystania ze zgromadzonych materiałów.

Przykładowe zestawienie danych inwentaryzacyjnych dla wybranego wyrobiska górniczego (szyb Bronisław, kopalnia "Niwka-Modrzejów"), przedstawiono na rysunkach 2-4, kartę oceny zagrożenia w tabeli 4, a fragment mapy sytuacyjno-wysokościowej, rejonu Sosnowiec-Niwka z lokalizacją szybu na rysunku 5.

4. Archiwum dokumentacji mierniczo-geologicznej przy Wyższym Urzędzie Górniczym

"Metodyka oceny zagrożeń..." mocno akcentuje potrzebę wykorzystania już zgromadzonych danych o wyrobiskach górniczych, mających połączenie z powierzchnią, w zlikwidowanych zakładach górniczych. Wśród wielu instytucji, archiwów, muzeów, w których możliwe jest dotarcie do źródeł oraz map górniczych, na pierwszym miejscu autorzy metodyki wymieniają Archiwum Dokumentacji Mierniczo-Geologicznej przy Wyższym Urzędzie Górniczym.

Widząc potrzebę zabezpieczenia informacji o dokonanej eksploatacji górniczej zawartej w dokumentach wchodzących w skład dokumentacji mierniczo-geologicznej zakładów górniczych, Prezes Wyższego Urzędu Górniczego, w 1999 r. utworzył Archiwum Dokumentacji Mierniczo-Geologicznej (dalej: Archiwum) [7]. Realizuje ono zadania polegające na gromadzeniu, archiwizowaniu oraz udostępnianiu dokumentacji mierniczo-geologicznej zlikwidowanych zakładów górniczych [3, 8, 9]. Od początku funkcjonowania, do 2013 r. przejęto łącznie 460 dokumentacji, w tym 375 z odkrywkowych i otworowych zakładów górniczych oraz 85 z podziemnych zakładów górniczych (w tym z 36 kopalń węgla kamiennego). Na koniec 2013 r. w bazie danych zarchiwizowanych dokumentów zarejestrowano 21 713 jednostek archiwalnych, będących pojedynczymi dokumentami lub zbiorami dokumentów. Zgromadzony zasób obejmuje ponad 93 tysiące dokumentów tekstowych i kartograficznych. Część dokumentów przetworzona jest do postaci elektronicznej. Niektóre dokumenty kartograficzne pozyskano w ramach współpracy z archiwami państwowymi i muzeami, co pozwoliło w znacznym stopniu poszerzyć wiedzę o terenach objętych dawnym płytkim kopalnictwem [6].

Zakres praktycznego wykorzystania dokumentacji mierniczo-geologicznej zlikwidowanych zakładów górniczych jest bardzo szeroki [1]. Na uwagę zasługują, między innymi, rozwiązania i przedsięwzięcia mające na celu:
- ocenę zagrożenia ze strony płytkiego kopalnictwa, które wynika z jego nieprzewidywalnego oddziaływania, powodującego wystąpienie na powierzchni deformacji nieciągłych,
- rozpoznanie występowania miejsc połączeń wyrobisk górniczych z powierzchnią, które ma istotne znaczenie dla zachowania bezpieczeństwa użytkowników powierzchni,
- analizę możliwości wystąpienia nieciągłości typu liniowego na skutek prowadzenia głębokiej eksploatacji i oddziaływania uskoków oraz zaburzeń tektonicznych,
- rozpoznanie zmian stosunków wodnych, będących skutkiem odtwarzania się poziomów wodonośnych, które lokalnie zagrażać mogą powstawaniem podtopień, a w razie braku drożnego systemu odwadniania - zalewisk.

Poniżej przedstawiono pojedyncze przypadki wykorzystania dokumentacji zgromadzonej w Archiwum.

Znajomość powierzchni zagrożonej wpływami płytkiego kopalnictwa ma decydujące znaczenie dla zachowania bezpieczeństwa powszechnego. Na polecenie Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego, od maja 1966 r. kopalnie węgla kamiennego obserwują i rejestrują w granicach swoich obszarów i terenów górniczych deformacje nieciągłe, w formie rejestrów deformacji nieciągłych. Archiwum przejmuje wspomniane rejestry (rys. 6). Stanowią one istotny materiał źródłowy w przewidywaniu i ocenie prawdopodobieństwa wystąpienia wyżej opisywanych niebezpiecznych zjawisk na terenie pogórniczym.

Wyrobiskami górniczymi stwarzającymi szczególne zagrożenie dla powierzchni są wyrobiska mające z nią połączenie. Są nimi szyby, pochylnie (upadowe) oraz sztolnie, które były wykonane dla odwadniania wyrobisk. Wiedza o lokalizacji tych wyrobisk (rys. 7), w tym informacja o sposobie ich likwidacji, uzupełnia informacje dla zainteresowanych realizacją inwestycji na terenach pogórniczych. Wiedza ta niejednokrotnie pozwoliła też wyjaśnić przyczyny zapadlisk występujących na powierzchni terenu, który był zainwestowany górniczo przed wielu laty (rys. 8).

Nie bez znaczenia dla wykonania kompletnej inwentaryzacji wyrobisk połączonych z powierzchnią mają dokumenty zawierające informacje o środowisku i jego ochronie, które również przechowuje Archiwum. Spośród nich na szczególną uwagę zasługują plany ruchu likwidacji podziemnych zakładów górniczych, zawierające m.in. informacje o:
- sposobach likwidacji szybów i szybików oraz innych wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią,
- zabezpieczeniu wyrobisk górniczych udostępniających złoże z powierzchni,
- kategorii przydatności terenu do zabudowy po zakończeniu działalności górniczej,
- lokalizacji wyrobisk mających połączenie z powierzchnią, obszarów płytkiej eksploatacji górniczej oraz miejsc występowania deformacji nieciągłych, przedstawionych na załączniku kartograficznym - mapie sytuacyjno-wysokościowej powierzchni w granicach terenu górniczego.

Wspomnieć należy również o przekazywanych wraz z dokumentacją mierniczo-geologiczną dokumentacjach płytkiego kopalnictwa oraz ocenach stanu zagrożenia powierzchni ze strony płytkiego kopalnictwa wraz z inwentaryzacją eksploatacji górniczej od początku istnienia zakładu górniczego.

5. Podsumowanie

Inspiracją do inwentaryzacji dawnych szybów i szybików były przypadki powstawania zapadlisk w miejscach zlikwidowanych wcześniej wyrobisk górniczych. Działalność górnicza daje o sobie znać niekiedy dziesiątki lub setki lat po jej zakończeniu. Potencjalni inwestorzy obawiają się angażowania dużych środków finansowych na terenach objętych kiedyś działalnością górniczą. Dlatego, wykonanie inwentaryzacji wyrobisk górniczych, mających połączenie z powierzchnią, na terenie działalności zlikwidowanych kopalń, jest niezbędne dla określenia aktualnego stan zagrożenia i wskazania sposobów prewencji.

Podjęta w 2010 r. przez Wyższy Urząd Górniczy, przy finansowym wsparciu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, praca badawcza mająca na celu opracowanie "Metodyki oceny zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią usytuowanych na terenach zlikwidowanych podziemnych zakładów górniczych" rozpoczęła uporządkowany proces inwentaryzacji takich wyrobisk górniczych na terenach RP, historycznie zainwestowanych górniczo. Badaniami objęto kopalnie węgla kamiennego w obrębie Zagłębia Dąbrowskiego (zrealizowane przez Przedsiębiorstwo Miernictwa Górniczego Sp. z o.o. w 2014 r.), a zostaną objęte: pozostałe kopalnie węgla kamiennego GZW, kopalnie węgla kamiennego, barytu i rud metali kolorowych na Dolnym Śląsku, kopalnie rud metali kolorowych i kopalnie pozostałe. W ocenie autorów metodyki inwentaryzacją objęte zostanie około 3000 wyrobisk.

Inwentaryzacja wychodzi na przeciw zapotrzebowaniu samorządów, administracji różnego szczebla na informację o zagrożeniach dla bezpieczeństwa powszechnego ze strony zlikwidowanych zakładów górniczych. Uzyskane informacje znajdą zastosowanie przy opracowywaniu miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego gmin na terenach po działalności górniczej oraz wydawaniu przez wójtów, burmistrzów lub prezydentów miast decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania. Raporty inwentaryzacyjne pomogą potencjalnym inwestorom na odpowiednie do uwarunkowań zaprojektowanie budynków, czy innych obiektów użyteczności publicznej.

Dla uzyskania materiału reprezentatywnego dla oceny skali problemu niezbędnym, według autorów metodyki badań, jest wykorzystanie już zgromadzonych danych o wyrobiskach górniczych, mających połączenie z powierzchnią, w zlikwidowanych zakładach górniczych. Na tym etapie w potrzebę tę znakomicie wpisuje się Archiwum Dokumentacji Mierniczo-Geologicznej przy Wyższym Urzędzie Górniczym. Funkcjonując od 1999 r. Archiwum nieprzerwanie gromadzi, archiwizuje oraz udostępniania dokumentacje mierniczo-geologiczne zlikwidowanych zakładów górniczych oraz informacje o środowisku i jego ochronie. Celem zasadniczym gromadzenia ww. dokumentacji jest zapewnienie bezpieczeństwa powszechnego, dostęp do informacji niezbędnych dla racjonalnego kształtowania przestrzeni środowiska, a także zapobieganie szkodom mogącym być wynikiem procesów zachodzących w górotworze naruszonym robotami górniczymi. Archiwum, jako jedyne w kraju, gromadzi wszelkie informacje o dokonanej działalności górniczej, tworząc uporządkowany zbiór dokumentów, służąc informacją organom administracji architektoniczno-budowlanej, organom policji i prokuratury, sądom powszechnym, biegłym sądowym, inwestorom, projektantom, właścicielom nieruchomości, pracownikom naukowym oraz przedsiębiorcom prowadzącym działalność regulowaną prawem geologicznym i górniczym. W pracach nad realizacją II etapu projektu badawczego dokumenty zgromadzone w Archiwum stanowiły podstawowe źródło informacji dla wykonawcy inwentaryzacji w obrębie Zagłębia Dąbrowskiego.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Ocena zagrożeń ze strony wyrobisk górniczych mających połączenie z powierzchnią usytuowanych w zlikwidowanych podziemnych zakładach górniczych

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!