5.4. Otwory piezometryczne
advertisement
Projekt geologiczno – techniczny prac wiertniczych na rok 2014 Załącznik nr 1 do Umowy FZU/GZ-Z78/13 PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. Oddział Kopalnia Węgla Brunatnego Turów w Bogatyni Temat: PROJEKT GEOLOGICZNO-TECHNICZNY PRAC WIERTNICZYCH NA ROK 2014 ( projekt liczy 29 strony) Autorzy: mgr Zbigniew Marek mgr Jacek Nowak Bogatynia, lipiec 2013 SPIS TREŚCI 1. WSTĘP ...........................................................................................................................................................4 1.1. Podstawy formalne opracowania ........................................................................................................... 4 1.2. Cel i zakres opracowania ....................................................................................................................... 4 1.3. Materiały wykorzystane .......................................................................................................................... 5 2. CHARAKTERYSTYKA REJONU PROJEKTOWANYCH PRAC WIERTNICZYCH .......................................7 2.1. Położenie administracyjne, geograficzne, morfologia terenu i hydrografia ............................................ 7 2.2. Ogólna charakterystyka budowy geologicznej ....................................................................................... 7 2.3. Stan zagospodarowania rejonu projektowanych prac wiertniczych ....................................................... 9 2.4. Aktualny i projektowany stan eksploatacji i zwałowania wewnętrznego ................................................ 9 3. ANALIZA WARUNKÓW HYDROGEOLOGICZNYCH I STANU ODWODNIENIA ZŁOŻA ORAZ OKREŚLENIE POTRZEB W ZAKRESIE ROZBUDOWY SYSTEMU ODWODNIENIA WGŁĘBNEGO, ROZPOZNANIA I MONITORINGU WÓD WGŁĘBNYCH ...........................................................................11 4. ANALIZA WARUNKÓW GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKICH ZŁOŻA ORAZ OKREŚLENIE POTRZEB W ZAKRESIE ZABEZPIECZENIA GEOTECHNICZNEGO PROWADZENIA EKSPLOATACJI I ZWAŁOWANIA WEWNĘTRZNEGO ...........................................................................................................13 5. PROJEKT PRAC GEOLOGICZNO-WIERTNICZYCH I INSTALACYJNYCH ..............................................15 5.1. Otwory studzienne ................................................................................................................................ 15 5.1.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil otworów studziennych ........................15 5.1.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów studziennych ........................................................16 5.1.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń otworów pod zabudowę kolumny filtrowej ..17 5.2. Otwory przelewowe .............................................................................................................................. 17 5.2.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil otworów przelewowych ......................17 5.2.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów przelewowych ......................................................18 5.2.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń .....................................................................18 5.3. Otwory odwodnieniowe kierunkowe ..................................................................................................... 19 5.3.1. Lokalizacja, ilość i długość kierunkowych otworów odwodnieniowych ......................................19 5.3.2. Technologia wiercenia i zabudowy kierunkowych otworów odwodnieniowych .........................19 5.4. Otwory piezometryczne ........................................................................................................................ 19 5.4.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil projektowanych otworów piezometrycznych ......................................................................................................................19 5.4.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów piezometrycznych ................................................20 5.4.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń .....................................................................21 5.5. Otwory hydrogeologiczno-badawcze ................................................................................................... 21 5.5.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil otworów hydrogeologiczno-badawczych ...................................................................................................................................................21 5.5.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów hydrogeologiczno-badawczych ...........................22 5.5.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń .....................................................................23 5.6. Otwory inklinometryczne ...................................................................................................................... 24 5.6.1. Lokalizacja i głębokość oraz przewidywany profil otworu inklinometrycznego ..........................24 5.6.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów inklinometrycznych ..............................................24 5.6.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń .....................................................................25 5.7. Otwory hydrogeologiczne przeznaczone do renowacji ........................................................................ 25 5.8. Otwory hydrogeologiczne przeznaczone do nadbudowy ..................................................................... 25 6. ZAKRES BADAŃ LABORATORYJNYCH PRÓBEK WĘGLA BRUNATNEGO I GRUNTÓW NADKŁADOWYCH ......................................................................................................................................26 7. ROBOTY GEODEZYJNE .............................................................................................................................27 9. NADZÓR GEOLOGICZNY I INWESTORSKI...............................................................................................27 10. HARMONOGRAM REALIZACJI WIERCEŃ ..............................................................................................28 2 SPIS TABEL Tabela 1. Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów studziennych. Tabela 2. Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów przelewowych. Tabela 3. Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów piezometrycznych. Tabela 4. Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zabudowy rurek piezometrycznych w otworach hydrogeologiczno-badawczych. PROJEKTY GEOLOGICZNO-TECHNICZNE OTWORÓW Zał. 1. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSN-XVIII. Zał. 2. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSN-XIX. Zał. 3. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HOpp-24. Zał. 4. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HOpp-25. Zał. 5. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSdr-15. Zał. 6. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSdr-16. Zał. 7. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSdr-6bis2. Zał. 8. Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSp-73. Zał. 9. Projekt geologiczno-techniczny otworu przelewowego HOp-128. Zał. 10. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HPp-3/13bis. Zał. 11. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HPzZ-18. Zał. 12. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HP-5w/49. Zał. 13. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HP-7/57. Zał. 14. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego BH-19/42. Zał. 15. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego BH-7,5/43. Zał. 16. Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego BH-5,5/44. Zał. 17. Projekt geologiczno-techniczny otworu inklinometrycznego IN-32. Zał. 18. Projekt geologiczno-techniczny otworu inklinometrycznego IN-33. SPIS ZAŁĄCZNIKÓW GRAFICZNYCH Zał. graf. 1. Mapa sytuacyjno-wysokościowa z lokalizacją projektowanych wierceń (1:10.000). 3 1. WSTĘP 1.1. Podstawy formalne opracowania Projekt geologiczno techniczny prac wiertniczych na rok 2014 wykonano w ramach zakresu prac Działu Geologicznego (TGG) PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. Oddział Kopalnia Węgla Brunatnego Turów w Bogatyni. 1.2. Cel i zakres opracowania Celem opracowania jest przedstawienie projektu prac wiertniczych dla potrzeb rozbudowy systemu odwodnienia wgłębnego, rozpoznania i monitoringu wód wgłębnych, rozpoznania i monitoringu warunków geotechnicznych prowadzenia robót górniczych, dodatkowego rozpoznania jakości i zalegania węgla oraz własności i zalegania utworów trudnourabialnych złoża „Turów”. Kopalnia Turów realizuje następujące grupy otworów wiertniczych, niezbędnych dla prawidłowego przygotowania i prowadzenia eksploatacji złoża i zwałowania wewnętrznego: studnie wewnętrzne i zewnętrzne (HSz, HS, HSN, HSw, HSp, HOpp, HSdr, OR) odwadniające praktycznie wszystkie poziomy wodonośne; otwory spływowe (TF) odwiercone do chodników odwodnieniowych, mające za zadanie poprawę stanu odwodnienia serii nadkładowej; otwory przelewowe (odprężające HOp) zlokalizowane w odkrywce, służące do odprężania i obserwacji położenia zwierciadła wody w serii podwęglowej i międzywęglowej; drenażowe otwory kierunkowe wiercone z wyrobiska dla uzupełnienia systemu odwadniania wgłębnego; piezometry zewnętrzne (HPz) zlokalizowane na przedpolu odkrywki, poza zasięgiem docelowej eksploatacji, służące do kontroli rozwoju leja depresji na terenach przyległych, w tym na obszar Czech i Niemiec; piezometry wewnętrzne (HP) zlokalizowane na przedpolu odkrywki, w zasięgu docelowej eksploatacji, służące do kontroli postępu odwodnienia i zabezpieczenia potrzeb eksploatacji; piezometry wewnętrzne (HPp) zlokalizowane w odkrywce, służące do kontroli postępu odwodnienia serii międzywęglowej i podwęglowej; piezometry zewnętrzne i wewnętrzne na filarze rzeki Nysy Łużyckiej (HPzF i HPzN) służące do kontroli stanu zawodnienia zwałowiska wewnętrznego i wpływu odwodnienia na teren Niemiec; piezometry na zwałowisku wewnętrznym (HPzZ, HPzW, HPO i HPE) służące do oceny warunków wodnych w podłożu oraz w korpusie zwałowiska wewnętrznego oraz do śledzenia tempa odbudowy zwierciadła wody w rejonach przygranicznych; otwory z zabudową czujników ciśnień porowych (HPE) służące do monitorowania wahań ciśnienia porowego w gruntach zwałowych; inklinometry i hydroinklinometry (IN, IF, IP, IZw) otwory z zabudową rur inklinometrycznych, służące do pomiaru przemieszczeń wgłębnych warstw oraz wahań zwierciadła wody; otwory do bieżącego rozpoznania węgla, wykorzystywane często do zabudowy rur piezometrycznych lub inklinometrycznych. W poprzednich latach rozwój hydrogeologicznej sieci obserwacyjnej podporządkowany był głównie potrzebom zabezpieczenia eksploatacji, co dało dobre rozpoznanie w kompleksie nadwęglowym, ale stosunkowo słabe i nierównomierne w kompleksach międzywęglowym i podwęglowym. W związku 4 z powyższym w niniejszym projekcie przewiduje się wykonanie otworów obserwacyjnych w celu uzupełnienia wszystkich wymienionych wyżej grup otworów i stworzenia sieci obserwacyjnej, która oprócz zapewnienia bezpieczeństwa eksploatacji, pozwoli na dokładniejszą ocenę oddziaływania Kopalni Turów na tereny przyległe oraz bardziej optymalne projektowanie systemu odwodnienia. Lokalizacja oraz ilość i głębokość zaprojektowanych otworów wiertniczych: otworów odwodnieniowych, obserwacyjnych, inklinometrów, zostały określone na podstawie analizy warunków hydrogeologicznych i stanu odwodnienia złoża oraz warunków geologiczno-inżynierskich prowadzenia eksploatacji. Niniejszy projekt obejmuje: a. w zakresie rozbudowy systemu odwodnienia wgłębnego: wiercenia i zafiltrowanie studni odwodnieniowych; wiercenia i zabudowę otworów przelewowych; wiercenia kierunkowych otworów odwodnieniowych; renowację i nadbudowę niezbędnych studni istniejących; b. w zakresie rozbudowy systemu monitoringu wód podziemnych: wiercenia zafiltrowanie otworów piezometrycznych; renowację i nadbudowę niezbędnych piezometrów istniejących; wiercenia otworów hydrogeologiczno-badawczych dla zabudowy piezometrów oraz dla rozpoznania jakości i zalegania węgla oraz właściwości nadkładu w zakresie jego urabialności; c. w zakresie rozbudowy systemu monitoringu deformacji wgłębnych zboczy wyrobiska odkrywkowego i zwałowiska wewnętrznego: d. wiercenia i zabudowę otworów inklinometrycznych. w zakresie rozpoznania jakości i zalegania węgla oraz urabialności utworów nadkładowych wiercenia otworów hydrogeologiczno-badawczych z poszerzonym zakresem badań i opróbowaniem otworów. 1.3. Materiały wykorzystane [1]. Mapa wyrobisk górniczych w skali 1:5000. Dział Mierniczy KWB Turów, Bogatynia lipiec 2013. [2]. Dodatek nr 1 do dokumentacji geologicznej złoża węgla brunatnego Turów w kategoriach A+B. Przedsiębiorstwo Robót Geologiczno-Wiertniczych PRGW Sp. z o.o., Sosnowiec, 2003. [3]. Dodatek nr 3 do Projektu zagospodarowania złoża węgla brunatnego Turów. PROGiG Sp. z o.o., Wrocław, kwiecień 2004. [4]. Koncepcja odwadniania wgłębnego Pola Południowego PGE KWB Turów S.A. – Przedstawienie stanu wyjściowego oraz założeń do modernizacji i dalszego rozwoju systemu odwodnienia wgłębnego. Biuro Projektów Górniczych i Geologicznych PROGiG Sp. z o.o., Wrocław, listopad 2008. [5]. Aktualizacja górniczo-technologiczna założeń eksploatacji złoża i zwałowania nadkładu dla projektowanego docelowego kształtu wyrobiska odkrywkowego (BOT KWB Turów S.A.). Biuro Projektów Górniczych i Geologicznych PROGiG Sp. z o.o., Wrocław, listopad 2008. 5 [6] Plan Ruchu PGE KWB Turów S.A. na lata 2013 2015. PGE GiEK S.A. Oddział KWB Turów, Bogatynia, wrzesień 2012. [7] Koncepcja docelowego odwodnienia w polu północnym. Docelowy system odwodnienia podłoża zwałowiska wewnętrznego formowanego w polu północnym (PGE KWB Turów SA). proGiG-projekt, Wrocław, grudzień 2009. [8] Dokumentacja utworów trudnourabialnych w nadkładzie złoża węgla brunatnego Turów. Etap I i II. proGiG-projekt, Wrocław, Etap I - wrzesień 2009, Etap II - kwiecień 2010. [9] Dokumentacja geologiczno-inżynierska określająca warunki geologiczno-inżynierskie eksploatacji złoża węgla brunatnego Turów. proGiG-projekt, Wrocław, sierpień 2010. [10] Dokumentacja hydrogeologiczna określająca warunki hydrogeologiczne w związku z projektowaniem odwodnień do wydobywania kopalin ze złoża w odkrywkowym zakładzie górniczym Kopalnia Węgla Brunatnego Turów. proGiG-projekt, Wrocław, kwiecień 2011. 6 2. CHARAKTERYSTYKA REJONU PROJEKTOWANYCH PRAC WIERTNICZYCH 2.1. Położenie administracyjne, geograficzne, morfologia terenu i hydrografia Projektowane prace wiertnicze będą prowadzone na złożu węgla brunatnego „Turów”, które eksploatowane jest przez Oddział Kopalnia Węgla Brunatnego Turów w Bogatyni należący do PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. z siedzibą w Bełchatowie. Pod względem administracyjnym złoże położone jest w południowo-zachodniej części województwa dolnośląskiego, w powiecie zgorzeleckim, na terenie gminy Bogatynia, przy granicy państwowej z Niemcami od zachodu i Czechami od południa i wschodu. Prace wiertnicze będą prowadzone w granicach obszaru górniczego „Turoszów-Bogatynia”. Złoże „Turów” leży w obrębie Pogórza Izerskiego, w Obniżeniu Żytawsko-Zgorzeleckim zapadlisku tektonicznym składającym się z dwóch niewielkich kotlin: Turoszowskiej i Zgorzeleckiej, rozdzielonych granitoidowym Zrębem Działoszyna (280 ÷ 350 m n.p.m.), przez który w sposób antecedentny przełamuje się Nysa Łużycka. Obniżenie Żytawsko-Zgorzeleckie jest wydłużoną strukturą o kierunku ENE-WSW, długości 15 km i szerokości 7 km, rozciągającą się na terytorium Niemiec, Polski i Czech. Zasadnicza część tego obniżenia – Kotlina Turoszowska jest kotliną śródgórską, zaznaczając się w morfologii jako lekko pofałdowany teren o rzędnych wysokościowych 220 320 m n.p.m., obramowany łańcuchem niewysokich wzgórz. Sieć hydrograficzna na omawianym terenie jest dość dobrze rozwinięta. Złoże leży w obrębie zlewni Nysy Łużyckiej rzeki granicznej z Niemcami, która jest lewostronnym dopływem rzeki Odry. Nysa Łużycka wypływa z terytorium Czech i płynie w kierunku północno-wschodnim, wzdłuż granicy zachodniej złoża, przełomową doliną o szerokości 0,5 ÷ 2 km, zaznaczającą się szczególnie między miejscowościami Trzciniec i Hirschfelde. Od północny przedmiotowy rejon graniczy z rzeką Miedzianką prawobrzeżnym dopływem Nysy Łużyckiej, biorącym swoje źródła z północno-zachodnich stoków Gór Izerskich w Czechach. 2.2. Ogólna charakterystyka budowy geologicznej Projektowane prace wiertnicze prowadzone będą w obszarze złoża węgla brunatnego „Turów”, w obrębie niecki żytawskiej. Niecka żytawska stanowi wydłużoną strukturę o kierunku ENE-WSW, o długości 15 km i szerokości 7 km, rozciągającą się na terytorium Niemiec, Polski i Czech. Zasadnicza część tego obniżenia leży na terytorium Polski, zaznaczając się w morfologii jako lekko pofałdowany teren o rzędnych wysokościowych od 220 do 320 m n.p.m., obramowany łańcuchem niewysokich wzgórz. Niżej położony jest obszar w dolinie rzeki Nysy Łużyckiej mający rzędne od 220 do 230 m n.p.m. Od wschodu i południa teren opasują wzniesienia (do 367,7 m n.p.m. Góra Granicznik), przez które przebiega granica państwowa polsko-czeska. Nieckę żytawską wypełniają mioceńskie utwory trzeciorzędowej serii brunatno-węglowej, wykształcone w postaci iłów, piasków i żwirów z przewarstwieniami i pokładami węgla brunatnego. Osady te tworzą kilka cykli sedymentacyjnych o łącznej miąższości dochodzącej do 350 m. Utwory trzeciorzędowe pokryte są warstwą osadów czwartorzędowych, na ogół nie przekraczającą miąższości kilkunastu metrów. Litologicznie są to piaski fluwioglacjalne, żwiry i gliny oraz holoceńskie piaski i żwiry tarasów rzecznych, a także ilaste zwietrzeliny bazaltoidów i towarzyszących im brekcji i tufów. W profilu złoża wyróżnia się następujące kompleksy litostratygraficzne: kompleks czwartorzędowy (Q) fluwioglacjalne gliny piaszczyste i pylaste oraz fluwialne piaski i żwiry, które tworzą kilkunastometrową pokrywę osadów trzeciorzędowych; 7 kompleks nadwęglowy (Inw) najgrubszy (do 200 m) i najbardziej zróżnicowany litologicznie zespół osadów wykształcony w postaci warstw iłów piaszczystych, piasków i żwirów o różnym stopniu zailenia oraz bardzo nieregularnych warstw i soczew węglowych; III pokład węgla (Cb3) występujący szczątkowo w części północnej, bezpośrednio na II pokładzie, wykształcony głównie w postaci węgli ksylitowych i ziemisto-ksylitowych; kompleks międzywęglowy górny (Imwg) to warstwy ilaste, często zawęglone, rozdzielające pokłady II i III na południe od linii tzw. rozszczepienia pokładu węgla, o miąższości sięgającej maksymalnie 60 m; II pokład węgla (Cb2) najbardziej rozprzestrzeniony i najgrubszy pokład węgla o średniej miąższości ok. 15 m i maksymalnej ok. 65 m, którą osiągał w części północnej złoża, łącząc się z pokładem III; wykształcony jest w postaci węgli ziemistych zwartych, z cienkimi wkładkami węgli ksylitowych, w partiach spągowych dość licznie przewarstwionych iłem; kompleks międzywęglowy dolny (Imwd) zespół warstw ilastych, mniej lub bardziej zapiaszczonych i piasków w różnym stopniu zailonych oraz wkładek i przerostów węgla brunatnego, zazwyczaj zailonego, o łącznej miąższości od kilku metrów w części centralnej złoża, do ponad 140 m w części zachodniej; I pokład węgla (Cb1) jednolita, z nielicznymi i drobnymi przerostami w partii spągowej, ława węgla, głównie ziemistego, charakteryzującego się wysokim stopniem uwęglenia; występuje głównie w częściach centralnych złoża, osiągając miąższość do 35 m, w partiach brzegowych ulega wyklinowaniu bądź odcięty jest dyslokacjami brzegów niecki; kompleks podwęglowy (Ipw) zespół zróżnicowanych litologicznie osadów ilasto-piaszczystych, o miąższości sięgającej maksymalnie 80 metrów, wypełniających zagłębienia podłoża, w dużej mierze wyrównując jego zaburzoną morfologię. Dominujące w składzie kompleksu iły kaolinowe cechują się obecnością bardzo zmiennej domieszki materiału piaszczystego i żwirowego; kompleks zwietrzelin (Zgr, Zba, Zw) pokrywy o miąższości do kilkudziesięciu metrów wykształcone przede wszystkim w postaci silnie skaolinizowanych zwietrzelin granitowych (Zgr), którym towarzyszą ilaste zwietrzeliny bazaltoidów (Zba) oraz brekcji oraz tufów; podłoże krystaliczne (Pk) skały magmowe (granity rumburskie i zawidowskie) oraz metamorficzne (granitognejsy, gnejsy, łupki krystaliczne, kataklazyty), na których rozwinęły się utwory wulkaniczne i piroklastyczne kilku generacji. Złoże „Turów” i jego otoczenie charakteryzują się silnym zaangażowaniem tektonicznym. Podłoże krystaliczne złoża pocięte jest uskokami, wzdłuż których doszło do uformowania się elementów strukturalnych o charakterze rowów i zrębów tektonicznych. Najistotniejsze uskoki to uskok główny, o przebiegu W-E, dzielący złoże na dwie różniące się strukturalnie części oraz uskok południowy, zlokalizowany w części południowej złoża. Głównym dyslokacjom towarzyszą podrzędne uskoki o niewielkich zrzutach i zasięgach. W przypowierzchniowych partiach złoża występują dodatkowo zaburzenia glacitektoniczne w formie skomplikowanych i niekiedy porozrywanych fałdów oraz synklin, o stromo nachylonych skrzydłach. Warunki hydrogeologiczne złoża kształtowane są przez trzy piętra wodonośne: piętro czwartorzędowe, reprezentowane jest przez horyzonty wodonośne występujące w osadach dolin rzecznych, osadach piaszczysto-żwirowych poza dolinami rzek oraz w gruntach nasypowych zwałowisk; piętro trzeciorzędowe, w którym wyróżnia się trzy zasadnicze poziomy: nadkładowy, międzywęglowy oraz podwęglowy; są one związane z przewarstwieniami oraz soczewami piasków i żwirów występujących wśród iłów i węgli, pozostających jednak w wyraźnym związku hydraulicznym; piętro trzeciorzędowo-paleozoiczne, tworzą je spękania skał krystalicznych podłoża oraz jego zwietrzeliny i charakteryzuje się występowaniem wód naporowych. 8 2.3. Stan zagospodarowania rejonu projektowanych prac wiertniczych Projektowane prace wiertnicze prowadzone będą w granicach obszaru górniczego „Turoszów-Bogatynia” (zał. graf. nr 1). Zasadniczą część obszaru górniczego zajmuje wyrobisko odkrywkowe wraz ze zwałowiskiem wewnętrznym i terenem bezpośrednio do niego przyległym oraz przedpole eksploatacji. W obrębie wyrobiska odkrywkowego wyróżnia się obszary robót górniczych obejmujące pola wydobywcze i zwałowiska wewnętrzne wraz z towarzyszącą infrastrukturą techniczną, na która składają się: układ technologiczny, układ zasilania energetycznego, systemy odwodnienia wgłębnego i powierzchniowego oraz układu wewnętrznej komunikacji drogowej Kopalni. W granicach obszaru górniczego poza czynnym wyrobiskiem odkrywkowym zlokalizowane są obiekty budowlane zakładu górniczego: zabudowania, obiekty zasobnika i sortowni węgla, estakada węglowa, obiekty oczyszczalni wód kopalnianych itp. Wyrobisko odkrywkowe w wyniku dotychczasowych prac eksploatacyjnych osiągnęło swoje docelowe granice w rejonie północnym, wschodnim, zachodnim oraz południowo-zachodnim złoża. W przyszłych latach eksploatacji sukcesywnie będą formowane: wschodni odcinek zbocza południowego oraz południowy odcinek zbocza wschodniego. Większość terenów, gdzie prowadzone będą prace wiertnicze, znajduje się w posiadaniu PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. – wyrobisko odkrywkowe wraz ze zwałowiskami wewnętrznymi, niemal całość południowego i południowo-wschodniego przedpola eksploatacji. Pozostała niewielka część terenów znajdujących się w granicach docelowej odkrywki pozostaje w posiadaniu instytucji i agencji państwowych, jednostek samorządu terytorialnego, przedsiębiorstw oraz osób prywatnych. Tereny te są przejmowane przez Kopalnię zgodnie z harmonogramem rozwoju odkrywki. W otoczeniu wyrobiska odkrywkowego zlokalizowane są elementy zewnętrznej sieci drogowej (w tym odcinki dwóch dróg wojewódzkich: BogatyniaZgorzelec oraz SieniawkaZatonie), elementy sieci energetycznych oraz cieki zewnętrznej sieci hydrograficznej (w tym dwie główne rzeki: Nysa Łużycka oraz Miedzianki wraz z dopływami oraz kopalniane rowy odwodnieniowe). Tereny położone na południe od wyrobiska odkrywkowego Kopalni Turów mają charakter leśno-rolniczy. Lokalizacja tych obiektów jest zaznaczona na załączniku graficznym nr 1 i była uwzględniana przy wyznaczaniu lokalizacji projektowanych otworów wiertniczych. 2.4. Aktualny i projektowany stan eksploatacji i zwałowania wewnętrznego Aktualnie roboty eksploatacyjne prowadzone są już tylko w południowym polu wydobywczym, które obecnie stanowi zasadniczy rejon wydobycia węgla. W latach 2013 ÷ 2016 roboty eksploatacyjne w polu południowym prowadzone będą selektywnie, jednocześnie w II i I pokładzie węgla. Sukcesywnie w miarę postępu robót formowane będzie docelowe zachodnie zbocze wyrobiska odkrywkowego. Od roku 2016 do zakończenia robót górniczych w roku 2040 prowadzona w południowym polu wydobywczym eksploatacja odkrywkowa postępować będzie pełnym, rozwiniętym frontem, składającym się z 13 ÷ 15 zasadniczych poziomów eksploatacyjnych. Roboty górnicze prowadzone będą głównie z wachlarzowym postępem robót, gdzie sukcesywnie w kierunku od zachodu na wschód formowane będzie docelowe południowe zbocze odkrywki. W latach 2036 ÷ 2040, tj. w końcowym okresie eksploatacji, poszczególne fronty robocze zarówno odkrywki jak zwałowiska wewnętrznego, w postępach równoległych w kierunku wschodnim osiągną położenia docelowe, ostatecznie formując zbocza docelowe odkrywki: zbocze wschodnie oraz wschodni odcinek zbocza południowego. Po zamknięciu w roku 2006 zwałowiska zewnętrznego zwałowanie nadkładu odbywa się wyłącznie w wyrobisku odkrywkowym wypełniając przestrzeń po wyeksploatowaniu zasobów węgla brunatnego. Obecnie podstawowym odbiornikiem nadkładu z frontów eksploatacyjnych odkrywki jest zwałowisko 9 północne. Od IV kwartału 2008 roku na zwałowisku północnym prowadzony jest odzysk odpadów paleniskowych polegający na ich deponowaniu wspólnie z nadkładem węgla brunatnego. Rozwój zwałowania przewiduje w latach 2013 ÷ 2015 sukcesywną rozbudowę kolejnych poziomów zwałowych aż do osiągnięcia najwyższych planowanych rzędnych wierzchowiny 295 m n.p.m. Począwszy od roku 2012 najniższe poziomy zwałowe w coraz większym stopniu formowane są już poza linią uskoku głównego w południowym polu wydobywczym. W latach od 2016 do zakończenia eksploatacji w roku 2040 zwałowanie nadkładu będzie prowadzone w części centralnej i zachodniej wyrobiska odkrywkowego i rozwijane w ślad za postępującymi w kierunku południowym i wschodnim frontami eksploatacyjnymi odkrywki. Ze względu na zwiększone zadania w ilości zbieranego nadkładu zwałowaniem objęty zostanie również północno-wschodni obszar wyrobiska odkrywkowego, zlokalizowany między wysadem granitowo-bazaltowym a uformowanym stałym zboczem transportowym północnego zwałowiska wewnętrznego. W latach 2021 2025 piętra północnego zwałowiska wewnętrznego dowiązywać się będą do uformowanej w latach poprzednich bryły zwałowiska południowo-zachodniego, a piętra najwyższe zaczną „przykrywać” to zwałowisko od około 2025 roku, osiągając docelową rzędną zwałowiska wewnętrznego 295 m n.p.m. Zwałowanie będzie następnie kontynuowane w części zachodniej i w coraz większym zakresie będzie rozwijane także w polu południowym w miarę odsłaniania jego spągu. Będzie formowane sukcesywnie, za postępującymi w kierunku wschodnim frontami eksploatacyjnymi odkrywki. W latach 2026 2030 zwałowisko wewnętrzne osiągnie docelową rzędną wierzchowiny 295 m n.p.m. wzdłuż całej zachodniej części wyrobiska łącznie z dotychczasowym zwałowiskiem południowo-zachodnim. W latach następnych, aż do końca eksploatacji, w wachlarzowym i wachlarzowo-równoległym postępie frontów roboczych zwałowanie wewnętrzne będzie kontynuowane w kierunku wschodnim za postępującymi frontami eksploatacyjnymi. Osiągnięty po zakończeniu eksploatacji stan wyrobiska końcowego i zwałowiska wewnętrznego będzie w okresie późniejszym odpowiednio dostosowany do zamierzonej rekultywacji i ostatecznego zagospodarowania. Przewiduje się leśny i wodny kierunek rekultywacji wyrobiska końcowego Kopalni. Tereny położone powyżej 225 m n.p.m. będą zagospodarowane w kierunku leśnym, natomiast tereny położone poniżej tej rzędnej będą wypełnione wodą, przy wykorzystaniu wód z rzek Nysy Łużyckiej i Miedzianki. Przygotowanie wyrobiska końcowego – odpowiedniego ostatecznego ukształtowania zboczy zwałowiska wewnętrznego i nie zazwałowanych zboczy odkrywki, będzie się wiązał z koniecznością przemieszczeń bardzo dużych mas ziemnych. 10 3. ANALIZA WARUNKÓW HYDROGEOLOGICZNYCH I STANU ODWODNIENIA ZŁOŻA ORAZ OKREŚLENIE POTRZEB W ZAKRESIE ROZBUDOWY SYSTEMU ODWODNIENIA WGŁĘBNEGO, ROZPOZNANIA I MONITORINGU WÓD WGŁĘBNYCH Jak już wspomniano w rozdziale 2.2 w rejonie Kopalni Turów wydzielić można następujące struktury wodonośne: czwartorzędowe piętro wodonośne; trzeciorzędowe piętro wodonośne: nadkładowy poziom wodonośny (na południowym przedpolu Kopalni Turów wydzielono nadkładowy górny oraz nadkładowy dolny poziom wodonośny); międzywęglowy poziom wodonośny; podwęglowy poziom wodonośny; trzeciorzędowo-paleozoiczne piętro wodonośne. Warstwami izolacyjnymi, rozdzielającymi poziomy wodonośne trzeciorzędu są pokłady węgli brunatnych. Jedynie w obszarze tzw. filara rzeki Nysy Łużyckiej i filara rzeki Miedzianki (zachodni oraz wschodni rejon wyrobiska odkrywkowego) wydzielić można dwa poziomy wodonośne w połączonym II i III pokładzie węgla (w jego górnej oraz dolnej części), które korelować należy z nadkładowym górnym i dolnym poziomem wodonośnym na pozostałym obszarze. Na stan warunków hydrogeologicznych wyrobiska odkrywkowego Kopalni Turów, znaczący wpływ wywiera tektonika górotworu. Wśród licznych dyslokacji dominujące znaczenie mają: uskok główny; uskok południowy; uskok Białopola; uskok nr 12. Uskoki te mają blokujący charakter dla przepływu wód podziemnych. Powoduje to, że w wyrobisku odkrywkowym i na jego przedpolu wydzielić można oddzielne strefy, różnie reagujące na odwadnianie i charakteryzujące się odmiennymi warunkami zawodnienia. Pozwoliło to między innymi na podział południowego przedpola Kopalni Turów na dwie różne, pod względem hydrogeologicznym, części: zachodnią oraz wschodnią. Wieloletnie odwadnianie wgłębne realizowane w Kopalni Turów spowodowało wytworzenie leja depresji wokół wyrobiska odkrywkowego. W ostatnich latach nie obserwuje się już jego istotnego rozwoju w rejonie południowego i południowo-wschodniego przedpola Kopalni, pomimo rozwoju robót górniczych w tym kierunku. Z przeprowadzonych obliczeń prognostycznych wynika, że pogłębienie depresji powierzchni piezometrycznych wód podziemnych nastąpi tylko w bezpośrednim sąsiedztwie odkrywki. W dalszej odległości (setki metrów) następować będzie stabilizacja położenia zwierciadeł wód lub wręcz ich odbudowa. Zjawiska te uzależnione będą od tempa prowadzenia robót górniczych oraz rozwoju systemu odwodnienia wgłębnego. Można również sądzić, że w swoim kształcie lej depresji zbliża się do maksymalnego zasięgu. Lej ten nie przekroczy zasięgu występowania wychodni skał podłoża przedtrzeciorzędowego, które występują w niedalekiej odległości (setki metrów) od górnej krawędzi docelowych zboczy Kopalni. Na południowym przedpolu Kopalni występował będzie w odległości 150 200 m od docelowej górnej krawędzi odkrywki, w części południowo-wschodniej w odległości 200 750 m. Swoim zasięgiem nie przekroczy terenu górniczego Kopalni Turów. Oceniając obecny stan udokumentowania warunków hydrogeologicznych złoża „Turów” należy stwierdzić, że ich dobre rozpoznanie występuje w północnym polu wydobywczym Kopalni Turów i dotyczy tam wszystkich występujących struktur wodonośnych a średnie lub nawet słabe w południowym polu 11 wydobywczym oraz na jego południowym przedpolu i dotyczy międzywęglowego i podwęglowego poziomu wodonośnego. Wyniki analiz potrzeb wykonania nowych wierceń dla dalszego rozwoju systemu odwadniania wgłębnego, minimalizowania jego niekorzystnego oddziaływania na środowisko wód podziemnych w rejonie Kopalni oraz ich dalszego rozpoznania i monitoringu wymagają zaprojektowania i wykonania: jednej studni odwodnieniowej (HSN-XVIII) zlokalizowanej na północno-zachodnich obrzeżach wyrobiska. Ma ona uzupełnić istniejący system studzienny, którego celem jest odcięcie dopływów wód podziemnych: czwartorzędowych (z doliny rzeki Nysy Łużyckiej) i z pokładu węgla (ze zbocza filara ochronnego) w podłoże i korpus zwałowiska północnego; jednej studni odwodnieniowej (HSN-XIX ) zlokalizowanej w środkowej cząści filara Nysy. Jej zadaniem będzie ograniczenie dopływów do zespołu studni drenażowych HSdr-14 i likwidacja wycieków ze skarp węglowych; pięciu studni odwodnieniowych i drenażowych (Opp-24, HOpp-25, HSdr-15, HSdr-16, HSdr-6bis2), zlokalizowanych w północnej części zwałowiska wewnętrznego. Ich zadaniem będzie poprawienie stanu odwodnienia zwałowiska wewnętrznego oraz odprowadzenie wody z drenaży podzwałowych przed planowanym dalszym zwałowaniem; jednej studni odwodnieniowej (HSp-73), zlokalizowanej w południowo-zachodniej części wyrobiska w skrzydle wiszącym Uskoku Południowego, w rejonie pompowni T-6. Jej celem będzie likwidacja samowypływów z utworów międzywęglowych;; jednego otworu przelewowego (HOp-128), zlokalizowanego w centralnej części wyrobiska. Jego zadaniem będzie rozpoznanie zawodnienia i zmniejszanie ciśnienia wód poziomu podwęglowego; kierunkowych otworów odwodnieniowych zlokalizowanych w południowym polu wydobywczym. Ich zadaniem będzie intensyfikacja odwodnienia nadkładu w miejscach obserwowanych wycieków i wypływów ze skarp oraz w miejscach, gdzie nie zostały zdrenowane utwory wodonośne filtrami spływowymi; jednego otworu piezometrycznego (HPp-3/13bis) zlokalizowanego na „starym zwałowisku”. Jego zadaniem będzie kontrola postępu odwodnienia serii międzywęglowej i podwęglowej; jednego otworu piezometrycznego (HPzZ-18) zlokalizowanego w południowo-zachodniej części zwałowiska wewnętrznego. Jego zadaniem będzie obserwacja międzywęglowego poziomu wodonośnego; dwóch piezometrów (HP-5w/49, HP-7/57) zlokalizowanych w południowo-wschodniej części odkrywk. Ich zadaniem będzie monitoring nadkładowego poziomu wodonośnego; trzech otworów hydrogeologiczno-badawczych (BH-19/42, BH-7,5/43 i BH-5,5/44), zlokalizowanych w południowej części pola wydobywczego. Ich celem ich jest uściślenie rozpoznania warunków zalegania pokładów węgla (Cb1 i Cb2) oraz (po zabudowie kolumn piezometrycznych) prowadzenie monitoringu stanu zawodnienia w kompleksach nadkładowym i podwęglowym; dwóch otworów z zabudową rur inklinometrycznych (IN-32, IN-33). Pierwszy zlokalizowany będzie w północno-zachodniej części zwałowiska wewnętrznego. Jego zadaniem będzie monitoring deformacji wgłębnych i stateczności zwałowiska wewnętrznego w rejonie zbiornika ZBr-2. Drugi zlokalizowany będzie na północno-zachodnim obrzeżu składowiska produktów odsiarczania spalin z Elektrowni Turów. Jego zadaniem będzie monitoring deformacji wgłębnych w rejonie wyrwy która powstała w wyniku powodzi z 2010 roku. 12 4. ANALIZA WARUNKÓW GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKICH ZŁOŻA ORAZ OKREŚLENIE POTRZEB W ZAKRESIE ZABEZPIECZENIA GEOTECHNICZNEGO PROWADZENIA EKSPLOATACJI I ZWAŁOWANIA WEWNĘTRZNEGO Prowadzenie eksploatacji złoża „Turów” odbywa się w mocno skomplikowanych warunkach geologicznogórniczych. W oparciu o analizę warunków geologiczno-inżynierskich prowadzenia eksploatacji złoża określono czynniki, które determinują warunki stateczności skarp i zboczy wyrobiska odkrywkowego oraz zwałowisk wewnętrznych. W przypadku skarp i zboczy wyrobiska odkrywkowego są to: możliwość występowania osłabień strukturalnych wzdłuż kontaktów typu węgiel-ił w spągu II pokładu węgla, a przede wszystkim I pokładu, powstałych wskutek procesów odprężeniowych w trakcie i po uformowaniu zbocza oraz wskutek naruszenia kontaktu (poślizgi śródwarstwowe) w okresie formowania złoża – dotyczy to głównie stref przyuskokowych bloku skrzydła zrzuconego uskoku południowego; możliwość obecności osłabień litologicznych w strefie stropowej zwietrzelin skał podłoża; dotyczy to głównie ilastych odmian zwietrzelin skał bazaltoidowych; konsekwentne, w stosunku do zbocza, nachylenia powierzchni kontaktowych typu węgiel-ił w spągach pokładów węgla oraz powierzchni stropowej kompleksu zwietrzelin; warunki hydrogeologiczne, w tym możliwość wtórnego nawadniania ww. powierzchni strukturalnych wskutek infiltracji wód resztkowych lub opadowych poprzez spękania odprężeniowe; obecność uskoku południowego oraz uskoków towarzyszących o przebiegu zgodnym z rozciągłością zbocza południowego; możliwość osłabienia masywu gruntowego zwłaszcza kompleksów podwęglowego i międzywęglowego w strefach przyuskokowych; procesy odprężeniowe, które mogą powodować osłabienia górotworu; istotnego wpływu procesów odprężeniowych na wytrzymałość kontaktów typu węgiel/ił należy się spodziewać zwłaszcza w obrębie I pokładu węgla. W przypadku skarp i zboczy zwałowiska wewnętrznego są to: dominujący udział w nadkładzie (ponad 80 %) utworów spoistych, bardzo podatnych na uplastycznienie i upłynnienie pod wpływem wilgoci w trakcie procesów urabiania, transportu i zwałowania; występowanie w utworach serii iłów międzywęglowych wód zawieszonych w odizolowanych soczewkach oraz związanych uwalniających się dopiero w trakcie urabiania i transportu pod wpływem zjawiska tiksotropii; często niekorzystne ukształtowanie podłoży zwałowisk, zwłaszcza duże nachylenia podłoża zwałowisk wewnętrznych, wynikające z budowy geologicznej spągu złoża; duża podatność powierzchni zwałowisk na procesy erozji wodnej; niesprzyjające warunki atmosferyczne; duża intensywność formowania zwałowisk. Czynniki te w określonych sytuacjach mogą sprzyjać powstawaniu osuwisk skarp, a nawet dużych fragmentów zboczy wyrobiska odkrywkowego oraz wewnętrznych zwałowisk nadkładu. W przeszłości dochodziło z takich powodów do lokalnych zagrożeń zarówno dla ruchu Kopalni, eksploatacji złoża jak i dla bezpośredniego otoczenia Kopalni. 13 Dodatkowym czynnikiem silnie rzutującym na geologiczno-inżynierskie warunki eksploatacji złoża jest występowanie w przestrzeni nadkładu utworów trudnourabialnych. Utwory te charakteryzują się właściwościami fizyczno-mechanicznymi znacznie przekraczającymi wartości dopuszczalne przez klasyczne technologie odkrywkowe. Sytuacja ta jest dodatkowo skomplikowana zaburzeniami tektonicznymi, nieregularnością występowania oraz zmienną miąższością warstw tych utworów. Występujące w nadkładzie złoża Turów utwory trudnourabialne to grunty o wysokich oporach kopania i wysokiej abrazywności w stosunku do elementów skrawających koparki. Urabianie nadkładu w rejonach występowania gruntów trudnourabialnych jest przyczyną szeregu utrudnień w prowadzeniu prawidłowego i efektywnego procesu urabiania. W związku z powyższym konieczne jest kontynuowanie rozpoznania ich własności i zalegania w przestrzeni nadkładu złoża. Rozpoznanie to jest niezbędne do modernizacji koparek istniejących oraz projektowania maszyn nowych przy uwzględnieniu własności fizyczno-mechanicznych utworów trudnourabialnych. Kopalnia Turów prowadzi szereg działań mających na celu eliminację lub ograniczenie skutków zagrożeń geotechnicznych i utrudnień eksploatacyjnych powodowanych trudnymi warunkami geologiczno- inżynierskimi. Należą do nich między innymi rozpoznawanie, monitoring i przeciwdziałania potencjalnym zagrożeniom geotechnicznym, które to działania z kolei obejmują m.in. wiercenia geologiczne. Wiercenia geologiczne są wykonywane w większości dla rozbudowy systemu odwodnienia, systemu monitoringu wód wgłębnych, systemu monitoringu deformacji wgłębnych w otworach inklinometrycznych, systemu kontroli ciśnień porowych w górotworze zwałowisk oraz dla potrzeb bieżącego uściślania rozpoznania zalegania i jakości węgla, właściwości i występowania utworów trudnourabialnych w nadkładzie złoża. Wyniki analizy potrzeb wykonania nowych wierceń dla systemów zabezpieczenia geotechnicznego prowadzenia eksploatacji i zwałowania są następujące: a. uzupełnienia wymaga istniejąca sieci otworów inklinometrycznych o otwory IN-32 i IN-33, zlokalizowanych w północnej części zwałowiska wewnętrznego; b. dalszego uściślania wymaga rozpoznanie własności geomechanicznych kontaktów typu węgiel/ił w strefach spągowych pokładów węgla oraz gruntów stref stropowych kompleksu zwietrzelin w tym celu we wszystkich wierceniach rdzeniowanych należy dokonywać poboru próbek typu NNS tych kontaktów i poddać je odpowiednim badaniom laboratoryjnym; c. dalszego uściślania wymaga rozpoznawanie własności i zalegania w przestrzeni nadkładu złoża utworów trudnourabialnych w tym celu we wszystkich wierceniach rdzeniowanych należy dokonywać poboru próbek typu NNS tego typu utworów i poddać je odpowiednim badaniom laboratoryjnym. 14 5. PROJEKT PRAC GEOLOGICZNO-WIERTNICZYCH I INSTALACYJNYCH 5.1. Otwory studzienne 5.1.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil otworów studziennych Zadaniem projektowanych studni jest odwadnianie wyprzedzające rejonu eksploatacji oraz otoczenia wyrobiska odkrywkowego w praktycznie wszystkich poziomach wodonośnych. Rozwój eksploatacji powoduje konieczność rozbudowy systemu odwodnienia wgłębnego. Część otworów studziennych w wyniku ścinania i długiej eksploatacji musi być odtwarzana lub zastąpiona nowymi otworami. W ramach projektu wierceń na rok 2014 w celu zabezpieczenia prawidłowej eksploatacji systemu zaplanowano wykonanie 8 otworów studziennych. Przy określaniu lokalizacji i głębokości projektowanych studni uwzględniono: aktualne rozmieszczenie eksploatowanych urządzeń odwadniających; rozmieszczenie projektowanych i nie zrealizowanych dotychczas elementów odwodnienia oraz będące aktualnie w realizacji; aktualne i projektowe położenie frontów górniczych (nadkładowych, węglowych i zwałowych); zaleganie i rozmieszczenie warstw wodonośnych wg aktualnego rozpoznania (stan na 30.06.2012); Szczegółowa lokalizacja projektowanych otworów odwodnienia wgłębnego przedstawiona jest na załączniku graficznym nr 1. Łącznie projektuje się wykonanie 8 otworów studziennych o łącznym metrażu ok. 615 m (w tym ok. 20 % wierceń rezerwowych). Na podstawie materiałów dotyczących budowy geologicznej określono przypuszczalne profile studni, które stanowiły materiał wyjściowy dla zaprojektowania technologii wiercenia i filtrowania studni. Studnia HSN-XVIII Studnia HSN-XVIII zlokalizowana będzie w rejonie zbiornika ZbR-2 na zwałowisku wewnętrznym. Jej zadaniem będzie odcięcie dopływu wód podziemnych czwartorzędowych i węglowych pochodzących z infiltracji opadów i dopływów z doliny Nysy oraz likwidacja występujących w tym rejonie samowypływów. Studnię planuje odwiercić się z poz. +216 do głębokości 28 m. W otworze należy zabudować kolumnę filtrową o średnicy wewnętrznej nie mniejszej niż 250 mm z filtrem szczelinowym lub siatkowym. Kolumnę obsypać obsypką filtracyjną do około 1 m poniżej terenu. Powyżej wykonać korek iłowy. Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy studni przedstawiony jest na zał. nr 1 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworu. Po zabudowaniu kolumny filtrowej teren wokół otworu w promieniu 1 m utwardzić żwirem. Studnia HSN-XIX Studnia HSN-XIX o głębokości 68 m zlokalizowana będzie w środkowej części filara Nysy Łużyckiej na poziomie +220 do. Jej zadaniem będzie zmniejszenie dopływu do zespołu studni drenażowych HSdr-14. W otworze należy zabudować kolumnę filtrową o średnicy wewnętrznej nie mniejszej niż 250 mm z filtrem szczelinowym lub siatkowym. Kolumnę obsypać obsypką filtracyjną do około 2 m poniżej terenu. Powyżej wykonać korek iłowy. Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy studni przedstawiony jest na zał. nr 2 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworu. Po zabudowaniu kolumny filtrowej teren wokół otworu w promieniu 1 m utwardzić żwirem. 15 Studnie HOpp-24, HOpp-25, HSdr-15, HSdr-16 i HSdr-6bis2 Studnie zlokalizowane będą na zwałowisku wewnętrznym w jego północnej części. W ramach badań stanu zwałowiska północnego we wrześniu 2011 roku oraz w czerwcu 2012 roku w rejonie deformacji Z-48, wykonano łącznie 8 sondowań sondą Hyson-200 do głębokości około 35 m z pomiarem zwierciadła wody (lub ciśnień porowych). Stwierdzono występowanie zwierciadła wody na głębokości od kilku do kilkunastu metrów. W roku 2012 wykonano studnie HOpp-17bis, HOpp-18 i HOpp-19, a w roku 2013 studnie HOpp-20, HOpp-21 i HSdr-4bis2 w których nawiercono dość mocno zawodnione warstwy. Ze względu na planowane dalsze zwałowanie stwierdza się potrzebę intensyfikacji odwodnienia tego rejonu poprzez uzupełnienie bariery studni. Otwory planuje się odwiercić z poz. od +197 do +126 do planowanej głębokości (głębokości podano w zbiorczej tabeli nr 1), następnie zabudować kolumnę filtrową o średnicy wewnętrznej nie mniejszej niż 300 mm z filtrem szczelinowym lub siatkowym. Kolumnę obsypać obsypką filtracyjną od około 10 m poniżej terenu. Pozostałą przestrzeń wypełnić urobkiem. Przewidywane profile litologiczny wiercenia i schematy zabudowy studni przedstawione są na zał. nr 3, 4, 5, 6, 7 i uściślone będą przez geologa dozoru po odwierceniu otworów. Po zabudowaniu kolumny filtrowej teren wokół otworu w promieniu 1 m utwardzić żwirem. Studnia HSp-73 Studnia zlokalizowana będzie w rejonie pompowni T-6 w skrzydle wiszącym Uskoku Południowego na poz.+192 i będzie miała za zadanie redukcję ciśnienia wód poziomu międzywęglowego w skrzydle wiszącym Uskoku Południowego, w rejonie gdzie występowały samowypływy. Wiercenie otworu zakończyć po zawierceniu w węglu brunatnym (Cb1) na głębokości około 118 m. W otworze zabudować kolumnę filtrową o średnicy wewnętrznej nie mniejszej niż 250 mm z filtrem szczelinowym lub siatkowym. Kolumnę obsypać obsypką filtracyjną od około 18 m poniżej terenu. Wyżej wykonać korek iłowy o grubości 8 m. Pozostałą przestrzeń wypełnić urobkiem. Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy studni przedstawiony jest na zał. nr 8 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworów. Po zabudowaniu kolumny filtrowej teren wokół otworu w promieniu 1 m utwardzić żwirem. 5.1.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów studziennych Otwory studzienne planuje się wykonać systemem „na sucho”. Wiercenie „na sucho” prowadzone będzie w rurach osłonowych o średnicy docelowej umożliwiającej zapuszczenie kolumny filtrowej o średnicy wewnętrznej 250 mm lub 300 mm. Po dowierceniu do planowanej głębokości należy postawić kolumnę filtrową składającej się z odcinków filtra, rury podfiltrowej długości min. 6 m i nadfiltrowej wyprowadzonej ok. 0,6 m ponad powierzchnię terenu. Kolumnę obsypać materiałem filtracyjnym wg wskazań geologa dozoru sukcesywnie wyciągając rury obsadowe Po zakończeniu prac należy wykonać pompowanie oczyszczające. 16 Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i filtrowania otworów studziennych zawiera tabela 1. Tabela 1 Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów studziennych. Głębokość Rzędna wiercenia/ wiercenia zabudowy [m n.p.m.] [m] Przedział zalegania Rodzaj Długość w-wy filtra filtra wodonośnej (średnica) [m] [mm] od do [m p.p.t.] Korek iłowy od do [m p.p.t.] Obsypka od do [m p.p.t.] L.p. Numer otworu 1 HSN-XVIII 216 28,0/28,0 2,0 22,0 250 14 0,0 1,0 1,0 28,0 2 HSdr-6bis2 193 52,0/52,0 40,0 46,0 300 6 0,5 10,0 10,0 52,0 3 HSdr-15 193 94,0/94,0 82,0 88,0 300 6 5,0 10,0 10,0 94,0 4 HSdr-16 197 104,0/104,0 22,0 98,0 300 12 0,5 10,0 10,0 104,0 5 HOpp-24 150 92,0/92,0 15,0 86,0 300 11 5,0 10,0 10,0 92,0 6 HOpp-25 126 67,0/67,0 15,0 60,0 300 18 5,0 10,0 10,0 67,0 7 HSp-73 192 118,0/118,0 46,0 110,0 250 22 10,0 18,0 18,0 118,0 8 HSN-XIX 219 68,0/68,0 2,0 58,0 250 30 0,0 2,0 2,0 68,0 Schematy konstrukcji otworów studziennych przedstawiają zał. nr 1 ÷ 8. 5.1.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń otworów pod zabudowę kolumny filtrowej W trakcie wiercenia otworów przewiduje się realizację następujących badań: pobieranie próbek z każdej przewiercanej warstwy, lecz nie rzadziej niż co 1 m, w celu wykonania opisu litologicznego otworu; pobieranie próbek z utworów piaszczysto-żwirowych do granulometrycznych analiz sitowych oraz próbek wody do badań fizyko-chemicznych; próbki do badań granulometrycznych powinny być pobierane do woreczków foliowych zaopatrzonych w metryczkę z opisem próbki; pomiary głębokości zwierciadła wody po ustabilizowaniu z każdej przewierconej warstwy wodonośnej, a w przypadku samowypływu pomiar wydajności. 5.2. Otwory przelewowe 5.2.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil otworu przelewowego Ciśnienie wody poziomu podwęglowego w polu północnym stabilizuje się na rzędnych ok. +5 w byłym obszarze zalewowym nr I i podnosi się w kierunku północnym do rzędnej ok. +58 w rejonie otworu HOp-67 na północy, w kierunku wschodnim do rzędnej powyżej +90 w rejonie pompowni T II/4, w kierunku 17 południowym do rzędnej ok. +70 w rejonie otworu BH-7/39. W 2014 roku przewiduje się odwiercenie jednego otworu odprężającego (HOp-128) w skrzydle wiszącym Uskoku Głównego. Wraz z postępem eksploatacji w kierunku południowym odsłaniany jest spąg pierwszego pokładu węgla. Istnieje potrzeba odprężania wód podziemnych poziomu powęglowego. Projektowany otwór należy wykonać na południe od Uskoku Głównego. Otwór należy wiercić z poziomu +35 do głębokości 40 m. Szczegółowa lokalizacja projektowanego otworu jest przedstawiona na zał. graf. nr 1. Konstrukcja otworu (średnica) umożliwi w razie potrzeby zabudowę agregatu pompowych. 5.2.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworu przelewowego Otwór przelewowy projektuje się wykonać systemem obrotowym „na sucho”. Wiercenie prowadzone będzie w rurach osłonowych o średnicy docelowej umożliwiającej zapuszczenie kolumny filtrowej o średnicy wewnętrznej 250 mm i wykonanie co najmniej 2 cm żwirowej warstwy filtracyjnej wokół kolumny filtrowej. Tabela 2 Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów przelewowych L.p. Numer otworu Rzędna wiercenia [m n.p.m.] Głębokość wiercenia/ zabudowy [m] Przedział zalegania w-wy wodonośnej od do [m p.p.t.] Rodzaj filtra (średnica) [mm] Długość filtra [m] Obsypka żwirowa od do [m p.p.t.] Wypełnienie iłem od do [m p.p.t.] 1 HOp-128 35 40,0/40,0 10,0 32,0 250 15 5,0 10,0 10,0 15,0 Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy otworu przedstawiony są na zał. nr 9 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworu. 5.2.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wiercenia W trakcie wiercenia otworu przelewowego przewiduje się realizację następujących badań: pobieranie próbek z każdej przewiercanej warstwy, lecz nie rzadziej niż co 2 m w celu wykonania opisu litologicznego otworu; pobieranie próbek z utworów piaszczysto-żwirowych do granulometrycznych analiz sitowych oraz próbek wody do badań fizyko-chemicznych; próbki do badań granulometrycznych powinny być pobierane do woreczków foliowych zaopatrzonych w metryczkę z opisem próbki; pomiary głębokości zwierciadła wody po ustabilizowaniu z każdej przewierconej warstwy wodonośnej, a w przypadku samowypływu pomiar wydajności; po zakończeniu wiercenia należy przeprowadzić pompowanie oczyszczająco-pomiarowe. 18 5.3. Otwory odwodnieniowe kierunkowe 5.3.1. Lokalizacja, ilość i długość kierunkowych otworów odwodnieniowych Odwodnieniowe otwory kierunkowe wiercone będą z wyrobiska i mają za zadanie uzupełnienie systemu odwadniania wgłębnego. Dla zintensyfikowania odwodnienia nadkładu w polu południowym w miejscach obserwowanych wycieków i wypływów ze skarp oraz w miejscach gdzie nie zostały zdrenowane utwory wodonośne filtrami spływowymi i studziennymi przewiduje się wiercenie drenażowych otworów kierunkowych na poziomach od +160 do +225. W zależności od potrzeb, z jednego stanowiska wykonanych zostanie jeden lub kilka otworów kierunkowych ułożonych wachlarzowo w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Przewiduje się wykonanie ok. 30 otworów o łącznym metrażu około 1500 m. Rejony projektowanych wierceń otworów kierunkowych przedstawiono na zał. graf. nr 1. 5.3.2. Technologia wiercenia i zabudowy kierunkowych otworów odwodnieniowych Projektuje się wykonanie ok. 30 szt. otworów kierunkowych o długości ok. 50 m każdy, pod kątem ok. 3º 15º. Otwory będą wykonane w wiązkach po kilka sztuk z jednego stanowiska wiertniczego. Rurę obsadową wstępną o średnicy Ø 132 mm i długości 4,5 m należy zacementować. Wiercenie będzie prowadzone w rurach osłonowych Ø 108 mm. Przed zapuszczeniem przewodu filtrowego otwór należy przepłukać. Po wprowadzeniu przewodu filtrowego PEHD (o średnicy Ø 63 mm i o szerokości szczelin 1 2 mm) do przestrzeni rurowej wycofane zostaną rury osłonowe Ø 108 mm. Wylot przewodu filtrowego zostanie zabezpieczony przed uszkodzeniem. 5.4. Otwory piezometryczne 5.4.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil projektowanych otworów piezometrycznych W ramach projektu przewiduje się wykonanie: dwóch piezometrów wewnętrznych w odkrywce (HP); jednego piezometra wewnętrznego na zwałowisku wewnętrznym północnym (HPp); jednego piezometra wewnętrznego na zwałowisku wewnętrznym południowo-zachodnim (HPzZ)._ Projektowane do wykonania w 2014 roku otwory obserwacyjne (piezometry) stanowią uzupełnienie obiektów wchodzących w skład systemu obserwacyjnego wód podziemnych służącego do kontroli odwodnienia górotworu, zasięgu wpływu systemu odwodnienia wgłębnego na najbliższe otoczenie wyrobiska odkrywkowego oraz na tereny przyległe. Łącznie projektuje się wykonanie ok. 510 mb otworów z zabudową rur piezometrycznych (w tym 20 % rezerwy). Uzupełnieniem systemu obserwacyjnego winny też być projektowane otwory przelewowo-pompowe, przelewowe i studnie, które w okresie, gdy nie będą eksploatowane, stanowić mogą również elementy systemu obserwacyjnego. Szczegółowa lokalizacja projektowanych otworów przedstawiona jest na zał. graf. nr 1. Przed przystąpieniem do realizacji zadania należy sprawdzić aktualną rzędną terenu. 19 Otwory piezometryczne HP-5w/49 i HP-7/57 Otwory projektuje się wykonać w południowo-wschodniej części odkrywki. Zabudowane w nich piezometry zastąpią zniszczone w tym rejonie otwory obserwacyjne, które monitorowały postęp odwadniania i rozwój leja depresji w kierunku południowo-wschodnim. Wiercenie otworów zakończyć po nawierceniu pokładu węgla (Cb2). W otworach należy zabudować kolumny filtrowe Ø 4”, które posłużą do obserwacji zwierciadła wody w poziomie nadkładowym dolnym. Kolumny filtrowe obsypać obsypką filtracyjną. Pozostałą przestrzeń powyżej wypełnić urobkiem. Przewidywane profile litologiczne wiercenia i schematy zabudowy piezometrów przedstawione są na zał. 12, 13 i uściślone będą przez geologa dozoru po odwierceniu otworów . Otwór piezometryczny HPp-3/13bis Otwór projektuje się wykonać na „starym zwałowisku” wewnętrznym na północnych obrzeżach wyrobiska odkrywkowego z poz. +175. Jego zadaniem będzie rozpoznanie warunków zawodnienia i monitoringu spągowego poziomu wodonośnego w gruntach zwałowych oraz międzywęglowego poziomu wodonośnego, który ma bardzo istotne znaczenie dla stateczności formowanego zwałowiska wewnętrznego i stanowi bezpośrednie podłoże zwału w tym rejonie. Wiercenie otworu zakończyć po nawierceniu gruntu rodzimego ok. 6 m poniżej spągu gruntów zwałowych. W otworze należy zabudować kolumnę filtrową Ø 4”. Kolumnę filtrową obsypać obsypką filtracyjną do głębokości ok. 24 m od górnej krawędzi kolumny, wykonując jednocześnie, w zakresie głębokości ok. 18 ÷ 24 m p.p.t., korek iłowy. Pozostałą przestrzeń powyżej wypełnić urobkiem. Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy piezometru przedstawiony jest na zał. 10 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworów. Otwór piezometryczny HPzZ-18 Otwór projektuje się wykonać na zwałowisku wewnętrznym południowo-zachodnim z poziomu +227 w celu uzupełnienia sieci monitoringu międzywęglowego poziomu wodonośnego. Wiercenie otworu zakończyć na głębokości ok. 128 m, po przewierceniu utworów przepuszczalnych serii międzywęglowej. W otworze należy zabudować kolumnę filtrową Ø 4”. Kolumnę filtrową obsypać obsypką filtracyjną do głębokości ok. 90 m od górnej krawędzi kolumny, wykonując jednocześnie, w zakresie głębokości ok. 80 ÷ 90 m p.p.t., korek iłowy. Pozostałą przestrzeń powyżej wypełnić urobkiem. Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy piezometru przedstawiony jest na zał. 11 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworu. 5.4.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów piezometrycznych Otwory obserwacyjne projektuje się wykonać systemem udarowo-obrotowym „na sucho” lub systemem obrotowym na płuczkę. Docelowa średnica wiercenia umożliwi zapuszczenie kolumn filtrowych Ø 4”. Po dowierceniu do końcowej głębokości (każdorazowo decyduje geolog dozoru) należy zabudować kolumny filtrowe o średnicy Ø 4” składającej się z odcinków filtra siatkowego (rura perforowana owinięta siatką), rury podfiltrowej, długości min. 6 m, i nadfiltrowej wyprowadzonej ok. 0,6 m ponad powierzchnię terenu. Po zabudowaniu kolumny filtrowej należy ją obsypać materiałem filtracyjnym o granulacji 0,8 2,0 mm zgodnie z projektem sporządzonym przez geologa dozoru. Po zakończeniu prac piezometry należy zabezpieczyć konduktorem zaopatrzonym w pokrywę ze śrubą M22 i oznaczyć zgodnie ze standardem obowiązującym w Kopalni Turów. Teren w promieniu około 1 m wokół obiektu utwardzić żwirem. Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów piezometrycznych zawiera tabela 3. 20 Tabela 3 Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów piezometrycznych Głębokość Nr wiercenia/ rurki zabudowy [m] Przedział zalegania w-wy wodonośnej od do [m p.p.t.] Korek iłowy od do [m p.p.t.] Obsypka od do [m p.p.t.] 10 18,0 24,0 24,0 72,0 4 10 80 90,0 90,0 128,0 140,0 144,0 4 4 135,0 140,0 140,0 150,0 140,0 146,0 4 6 130,0 140,0 140,0 155,0 Rodzaj Długość filtra filtra (średnica) [m] [mm] L.p. Numer otworu Rzędna wiercenia [m n.p.m.] 1 Hpp-3/13bis 175 72,0/72,0 I 34,0 66,0 4 2 HPzZ-18 227 128,0/128,0 I 92,0 122,0 3 HP-5w/49 253 150,0/150,0 I 4 HP-7/57 283 154,0/154,0 I 5.4.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń W trakcie wiercenia otworów obserwacyjnych przewiduje się realizację następujących badań: pobieranie próbek z każdej przewiercanej warstwy, lecz nie rzadziej niż co 2 m w celu wykonania opisu litologicznego otworu; pobieranie próbek NW z utworów piaszczysto-żwirowych do granulometrycznych analiz sitowych oraz próbek wody do badań fizyko-chemicznych; próbki do badań granulometrycznych powinny być pobierane do woreczków foliowych zaopatrzonych w metryczkę z opisem próbki; pomiary głębokości zwierciadła wody po ustabilizowaniu z każdej przewierconej warstwy wodonośnej, a w przypadku samowypływu pomiar wydajności; pobór próbek NNS gruntów trudnourabialnych z otworów, wskazanych przez geologa dozoru do badań parametrów geotechnicznych; po zakończeniu wiercenia należy przeprowadzić pompowanie oczyszczająco-pomiarowe. 5.5. Otwory hydrogeologiczno-badawcze 5.5.1. Lokalizacja, ilość i głębokość oraz przewidywany profil otworów hydrogeologicznobadawczych Otwory hydrogeologiczno-badawcze wykorzystywane są jednocześnie do zabudowy rur piezometrycznych oraz do bieżącego rozpoznania jakości i zalegania pokładów węgla brunatnego lub właściwości i zalegania utworów nadkładowych (szczególnie odmian trudnourabialnych). Celem prac wiertniczych objętych w projekcie jest dokładniejsze rozpoznanie utworów nadkładowych pod względem ich urabialności, uzupełnienie informacji o zaleganiu powierzchni stropowych i spągowych pokładów węgla, aktualizacja parametrów jakościowych I i II pokładu węgla oraz warunków hydrogeologicznych w kompleksach nadkładowym i podwęglowym. W projekcie przewidziano wykonanie trzech otworów hydrogeologiczno-badawczych o łącznym metrażu ok. 364 m (w tym 20 % rezerwy). Otwory BH-19/42, BH-7,5/43 i BH-5,5/44 projektuje się wykonać w obszarze odkrywki w polu południowym (między liniami przekrojowymi 19 i 5 NS). Otwory będą odwiercone w celu lepszego rozpoznania złoża i 21 przewiercać będą pokłady węgla Cb1 i Cb2. Przewiduje się zabudowę rurek piezometrycznych w otworach w kompleksach międzywęglowym i podwęglowym. Głębokości otworów przyjęto na podstawie profili przypuszczalnych. Otwór BH-7,5/43 Celem wiercenia otworu badawczego jest uściślenie głębokości zalegania I i II pokładu węgla pomiędzy liniami przekrojowymi 43WE a 44WE oraz zabudowa rury piezometrycznej umożliwiającej obserwację nadkładowego poziomu wodonośnego. Otwór projektuje się odwiercić z poz. +120. Wiercenie otworu zakończyć 3 m poniżej spągu I pokładu węgla (Cb1). Rdzeń z przewiercanych pokładów węgla należy zabezpieczyć i przetransportować do laboratorium kopalnianego. W otworze zabudować kolumnę rur filtrowych Ø 4’’ z częścią czynną filtra zabudowaną w kompleksie nadkładowym. Przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy piezometru przedstawiony jest na zał. nr 15 i uściślony będzie przez geologa dozoru po odwierceniu otworów. Otwór BH-19/42 Otwór projektuje się odwiercić z poz. +85. Jego zadaniem będzie zagęszczenie sieci rozpoznawczej złoża w tym rejonie dla I pokładu węgla (Cb1) w celu uściślenia warunków geologiczno-górniczych oraz obserwacja nadkładowego poziomu wodonośnego. Wiercenie otworu zakończyć po przewierceniu warstwy I pokładu węgla (Cb1). Rdzeń z przewierconego pokładu węgla należy zabezpieczyć i przetransportować do laboratorium kopalnianego. W otworze zabudować kolumnę rur filtrowych Ø 4’’ z częścią czynną filtra zabudowaną w kompleksie nadwęglowym. Kolumnę obsypać obsypką filtracyjną do głębokości ok. 48 m od górnej krawędzi kolumny filtrowej, powyżej należy wykonać korek iłowy o grubości ok. 6 m, pozostałą przestrzeń powyżej wypełnić urobkiem. Szczegółowy projekt zafiltrowania sporządzi geolog dozoru po zakończeniu wiercenia, przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy piezometru przedstawiony jest na zał. nr 14. Otwór BH-5,5/44 Otwór projektuje się odwiercić z poz. +140. Jego zadaniem będzie uszczegółowienie rozpoznania zalegania I i II pokładu węgla w tym rejonie i uściślenia warunków geologiczno-górniczych. Wiercenie należy zakończyć na głębokości ok. 3m poniżej I-go pokładu węgla. Rdzeń z przewiercanych pokładów węgla należy zabezpieczyć i przetransportować do laboratorium kopalnianego. W otworze należy zabudować kolumnę rur filtrowych Ø 4’’ z częścią czynną filtra zabudowaną w kompleksie nadwęglowym. Kolumnę obsypać obsypką filtracyjną do głębokości ok. 68 m od górnej krawędzi kolumny filtrowej, powyżej należy wykonać korek iłowy o grubości ok. 18 m, pozostałą przestrzeń powyżej wypełnić urobkiem. Szczegółowy projekt zafiltrowania sporządzi geolog dozoru po zakończeniu wiercenia, przewidywany profil litologiczny wiercenia i schemat zabudowy piezometru przedstawiony jest na zał. nr 16. 5.5.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów hydrogeologiczno-badawczych Prace będą prowadzone przy pomocy wierceń mechaniczno-obrotowych na płuczkę z pełnym rdzeniowaniem. Wiercenie ma być prowadzone marszami, które umożliwią maksymalny uzysk rdzenia. Średnicę wiercenia otworu należy tak dobrać by po osiągnięciu projektowanej głębokości możliwe było posadowienie kolumny filtrowej o średnicy 4”. Kolumna filtrowa składać się będzie z: rury nadfiltrowej wyprowadzonej ok. 0,6 m ponad powierzchnię terenu; odcinków filtra siatkowego (rura perforowana owinięta siatką); rury podfiltrowej, długości od 6 10 m; wykonanie obsypki filtracyjnej, a następnie korka iłowego (zgodnie z zaleceniem geologa dozoru). 22 Przewidywane profile litologiczne wiercenia i schematy zabudowy otworów badawczych przedstawione są na zał. nr 14 ÷ 16 i uściślone będą przez geologa dozoru po odwierceniu otworów. Po zabudowaniu kolumny filtrowej teren wokół otworu w promieniu 1 m utwardzić żwirem. Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zafiltrowania otworów piezometrycznych zawiera tabela 4. Tabela 4 Zestawienie parametrów technicznych wiercenia i zabudowy rurek piezometrycznych w otworach hydrogeologiczno-badawczych Głębokość Rzędna wiercenia/ Nr wiercenia zabudowy rurki [m n.p.m.] [m] Przedział zalegania Rodzaj Długość w-wy filtra filtra wodonośnej (średnica) [m] [cale] od do [m] Korek iłowy od do [m p.p.t.] Obsypka od do [m p.p.t.] L.p. Numer otworu 1 BH-19/42 70 79/48 I 38,0 ÷ 42,0 4 4 10,0 ÷ 16,0 16,0 ÷ 48,0 2 BH-7,5/43 120 130/58 I 36,0 58,0 4 10 20,0 ÷ 36,0 36,0 ÷ 58,0 3 BH-5,5/44 140 155/84 I 68,0 80,5 4 10 50,0 ÷ 68,0 68,0 ÷ 80,5 5.5.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń W trakcie wiercenia otworów przewiduje się realizację następujących badań: pobieranie próbek z każdej przewiercanej warstwy (pełne rdzeniowanie całego profilu) w celu wykonania opisu litologicznego otworu; pobieranie pełnego rdzenia z całego pokładu węgla; próbki należy zabezpieczyć folią w celu ochrony przed utratą wilgoci i dostarczyć do laboratorium kopalnianego; pobieranie próbek NNS z nadkładowych gruntów trudnourabialnych, z kontaktów typu węgiel/ił, strefach spągowych pokładów węgla oraz ze strefy stropowej kompleksu zwietrzelin; próbki należy zabezpieczyć w gładkim cylindrze ze stali nierdzewnej lub PCV; sposób pobrania próbek ustalany będzie na bieżąco ze służbą geologiczną Kopalni; pobieranie próbek z utworów piaszczysto-żwirowych do badań granulometrycznych oraz próbek wody do badań fizyko-chemicznych: próbki do badań granulometrycznych powinny być pobierane do woreczków foliowych zaopatrzonych w metryczkę z opisem próbki. W trakcie wiercenia należy również dokonać poboru próbek do badań jakości węgla: z jednorodnej makroskopowo ławy węgla pobrać jedną próbkę uśrednioną z każdego 3-metrowego odcinka rdzenia; z pozostałej części pokładu reprezentowanej przez naprzemianległy układ węgiel – ił pobrać próbki uśrednione z odcinków 1-metrowych; z każdej pobranej próbki uśrednionej należy dodatkowo wydzielić jedną próbkę w ilości ok.1 kilograma do badań zawartości sodu i potasu oraz 1 próbkę w ilości ok. 0,3 kg do badań zawartości rtęci w węglu. Próbki te należy zapakować do worków foliowych i opisać podając: nazwę otworu, opróbowany przelot oraz datę pobrania. Próbki zostaną wysłane do laboratorium wykonującego badania zawartości rtęci, sodu i potasu oraz zawartość pierwiastka C i piasku w węglu. 23 5.6. Otwory inklinometryczne 5.6.1. Lokalizacja i głębokość oraz przewidywany profil otworu inklinometrycznego Repery inklinometryczne zainstalowane w otworach wiertniczych stanowią najbardziej precyzyjny i jednocześnie zasadniczy element systemu kontroli procesów deformacyjnych zboczy odkrywki i zwałowisk oraz ich najbliższego otoczenia. Aktualnie w Kopalni Turów jest czynnych kilkadziesiąt otworów inklinometrycznych usytuowanych w obszarze zboczy stałych i okresowo stałych odkrywki oraz zwałowisk, które funkcjonują w obrębie następujących lokalnych sieci pomiarowo-kontrolnych: sieci filara ochronnego rzeki Nysy Łużyckiej; sieci zwałowiska wewnętrznego; sieci zbocza stałego północnego; sieci zbocza stałego wschodniego i południowego – okresowo stałego. Celem wiercenia jest uzupełnienie sieci otworów do kontroli deformacji wgłębnych w rejonach przewidywanych zagrożeń geotechnicznych eksploatacji i zwałowania wewnętrznego w najbliższych latach. W 2014 roku planuje się wykonanie dwóch otworów wiertniczych z zabudową rur inklinometrycznych. Otwór inklinometryczny IN-32 Otwór zostanie odwiercony w północno-zachodniej części zwałowiska wewnętrznego, z poz.odkrywki z poz. +230. Jego zadaniem będzie kontrola stateczności skarp w rejonie zbiornika ZbR-2. Wiercenie otworu zakończyć po przewierceniu gruntu nasypowego i zawierceniu około 3 m w gruncie rodzimym. W otworze zabudować rurkę inklinometryczną, która ma być wyprowadzona ok. 0,6 m ponad teren. Otwór inklinometryczny IN-33 Otwór zostanie odwiercony w północno-wschodniej części zwałowiska wewnętrznego (filar rzeki Miedzianka) z poz. +225. Jego zadaniem będzie kontrola stateczności skarp w rejonie wyrwy, która powstała w wyniku powodzi z 2010 roku. Wiercenie otworu zakończyć po przewierceniu gruntów nasypowych i zawierceniu około 3 m w gruncie rodzimym. W otworze zabudować rurkę inklinometryczną, która ma być wyprowadzona ok. 0,6 m ponad teren. Przewidywane profile litologiczne wiercenia i schemat zabudowy otworów przedstawiają zał. nr 17,18. 5.6.2. Technologia wiercenia i zabudowy otworów inklinometrycznych Otwory pod zabudowę rur inklinometrycznych projektuje się wykonać systemem obrotowym na płuczkę lub w rurach osłonowych „na sucho”. Docelowa średnica wiercenia umożliwi zapuszczenie rur inklinometrycznych Ø 63 mm oraz wykonanie obsypki żwirowej o granulacji 2 8 mm wokół rur inklinometrycznych. Zabudowa otworów inklinometrycznych obejmować będzie: zabudowę rurami inklinometrycznymi PVC o średnicy 63 mm z wytłoczonymi czterema prowadnicami, które po wyjęciu rur osłonowych pozostaną w otworze razem z obsypką żwirową wypełniającą przestrzeń pierścieniową pomiędzy przewodem inklinometrycznym a górotworem; sposób połączeń rur powinien zapewnić ich szczelność; zabezpieczenie na powierzchni terenu rury głowicą ochronną o długości 0,6 ÷ 1,0 m; 24 zacementowanie rury inklinometrycznej w głowicy ochronnej, w przelocie 1 ÷ 0,15 m p.p.t., z pozostawieniem górnego odcinka rury inklinometrycznej o długości ok. 60 cm bez cementowania; zamontowanie głowicy centrującej; zabezpieczenie głowicy ochronnej pokrywą ochronną ze śrubą zamykającą M22; pomalowanie konduktora i pokrywy na kolor żółty i opisanie numerem czarnym kolorem; sprawdzenie szczelności i drożności rur atrapą sondy inklinometrycznej a następnie wypełnienie rur czystą wodą; utwardzenie placu wokół inklinometrów w promieniu minimum 1 m. 5.6.3. Obserwacje i badania terenowe podczas wierceń W trakcie wiercenia otworów przewiduje się realizację następujących badań: pobieranie próbek gruntowych z każdej przewiercanej warstwy, lecz nie rzadziej niż co 1 m, w celu wykonania opisu litologicznego otworu; pobieranie próbek NW z utworów piaszczysto-żwirowych do granulometrycznych analiz sitowych oraz próbek wody do badań fizyko-chemicznych; próbki do badań granulometrycznych powinny być pobierane do woreczków foliowych zaopatrzonych w metryczkę z opisem próbki; pomiary głębokości zwierciadła wody po ustabilizowaniu z każdej przewierconej warstwy wodonośnej, a w przypadku samowypływu pomiar wydajności. 5.7. Otwory hydrogeologiczne przeznaczone do renowacji W wyniku uszkodzeń, ścięcia, zasypów czy kolmatacji otworów hydrogeologicznych planuje się wykonanie ich renowacji tj. czyszczenie, tłokowanie, usuwanie osadów (w zależności od rodzajów uszkodzeń), naprawa rurek i głowic ochronnych. W przypadku braku możliwości wykonania renowacji, wytypowane otwory należy zastąpić nowymi. W 2014 roku przewiduje się wykonanie renowacji co najmniej 15 otworów hydrogeologicznych. Po zakończonej renowacji otworu głowicę ochronną zaopatrzyć w pokrywę ze śrubą M22 i oznaczyć zgodnie ze standardem w Kopalni Turów. Teren wokół piezometru w promieniu około 1 m utwardzić żwirem. 5.8. Otwory hydrogeologiczne przeznaczone do nadbudowy Rozwój zwałowiska wewnętrznego wymusza sukcesywną nadbudowę podstawowych elementów systemu odwodnienia i monitoringu w celu utrzymania zdolności odwadniania podłoża zwałowiska i ciągłości obserwacji położenia zwierciadła wody oraz monitoringu zagrożeń geotechnicznych. W 2014 roku przewiduje się nadbudowę istniejących otworów o sumaryczną długość ok. 200 m. Nadbudowa otworów hydrogeologicznych prowadzona jest w dwóch etapach według następującej technologii: I etap: demontaż głowicy ochronnej osłaniającej piezometr (studnię); 25 dospawanie do rur połączeń gwintowych HQ (umożliwiających dokręcenie nadkładanych odcinków), w przypadku rur PVC (jeśli rura nie jest zakończona gwintem) należy zamontować połączenie stalowe, gwintowane w celu połączenia rur PVC ze stalowymi; okopanie piezometru (studni) na głębokość około 1,5 m; zainstalowanie i zabetonowanie w wykopie rury osłonowej o średnicy 14” o dł. 3 4 m. II etap: nadłożenie odcinka rury osłonowej o średnicy 14” o długości ok. 8 m z zainstalowanymi wewnątrz (dzięki pierścieniowi centrującemu zawieszonemu na dospawanych wewnątrz rury wspornikach) rurkami piezometrycznymi (lub rurą eksploatacyjną); skręcenie rurek piezometrycznych (studziennych); połączenie (zespawanie) rur osłonowych; wzmocnienie połączenia czterema zakładkami (stalowe płaskowniki) o długości 0,5 m, szerokości 0,1 m i grubości 8 mm; obsypanie nadłożonego odcinka gruntem zwałowym. Po dokręceniu każdego odcinka rur piezometrycznych (studziennych) sprawdza się drożność układu przy pomocy przyrządu pomiarowego. Po obsypaniu nadbudowanego odcinka materiałem zwałowym otwór zabezpiecza się stalowym kołpakiem. 6. ZAKRES BADAŃ LABORATORYJNYCH PRÓBEK WĘGLA BRUNATNEGO I GRUNTÓW NADKŁADOWYCH Przewidywany projektem zakres badań laboratoryjnych pobranych próbek gruntowych jest następujący: a. dla próbek z węgla brunatnego: oznaczenie wilgotności; oznaczenie zawartości popiołów; oznaczenie kaloryczności; oznaczenie zawartości siarki; oznaczenie zawartości pierwiastka C; oznaczenie piasku w węglu. b. dla próbek z próbek gruntów wodonośnych: c. analizy granulometryczne; analizy chemiczne wody. dla próbek NNS gruntów rodzimych kontaktów typu węgiel/ił stref spągowych pokładów węgla: opis makroskopowy; analizy granulometryczne; oznaczenie gęstości objętościowej; oznaczenie wilgotności; określenie spójności i kąta tarcia wewnętrznego. d. dla próbek NNS gruntów rodzimych utworów trudnourabialnych: analiza makroskopowa; oznaczenie składu granulometrycznego; 26 oznaczenie gęstości objętościowej; oznaczenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego; oznaczenie porowatości; oznaczenie wilgotności naturalnej; oznaczenie granic konsystencji; oznaczenie wskaźnika i stopnia plastyczności; oznaczenie rozmakania; oznaczenie wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie Rc; badania petrograficzno-mineralogiczne mające na celu określenie składu mineralnego osadów oraz rodzaju charakteru spoiwa; obejmujące: opis makroskopowy, badania mikroskopowe składu mineralnego oraz dodatkowo badania rentgenowskie składu mineralnego dla osadów bardzo drobnoziarnistych. e. dla próbek NNS gruntów zwałowych: analiza makroskopowa; oznaczenie składu granulometrycznego; oznaczenie gęstości objętościowej; oznaczenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego; oznaczenie wilgotności naturalnej; oznaczenie granic konsystencji; oznaczenie wskaźnika i stopnia plastyczności; oznaczenie spójności i kąta tarcia; oznaczenie współczynnika Poissona. 7. ROBOTY GEODEZYJNE Wytyczanie otworów w terenie oraz zamierzenie ich po odwierceniu wykonane będzie przez Dział Mierniczy Kopalni Turów przy udziale geologa dozoru. 8. FORMA DOKUMENTACJI WYNIKÓW PRAC Na podstawie przeprowadzonych wierceń, badań terenowych i laboratoryjnych zostanie sporządzona dokumentacja powykonawcza: profile otworów, zestawienia pomiarów nawierconych i ustabilizowanych zwierciadeł wody, wyniki pompowań oczyszczających i badawczych, zestawienia badań granulometrycznych gruntów, wyniki badań fizyko-chemicznych wody, zestawienie jakości węgla oraz parametrów geomechanicznych gruntów. Wymienione powyżej dane zostaną następnie wprowadzone do relacyjnej bazy danych geologicznych Kopalni Turów. 9. NADZÓR GEOLOGICZNY I INWESTORSKI Nadzór nad robotami wiertniczymi prowadzony będzie przez osoby uprawnione z Działu Geologicznego Kopalni Turów lub osoby działające na zlecenie Działu TGG. Zastrzega się możliwość zmiany głębokości i konstrukcji otworów w zależności od faktycznie stwierdzonych warunków terenowych i geologicznych. Do zadań terenowego dozoru geologicznego nad wierceniami należy: 27 1. Sprawdzenie zgodności lokalizacji z projektem. 2. Kontrola technologii wiercenia, sposobu zamykania poziomów wodonośnych. 3. Zmiany technologii w przypadku napotkania warunków geologicznych wymagających wprowadzenia takich zmian. 4. Kontrola uzysku rdzenia i pomiaru głębokości. 5. Określenie przelotów do opróbowania, określenie rodzaju próbek i sposobu ich zabezpieczenia. 6. Pobór próbek gruntu. 7. Terenowe badania nawierconych gruntów (wałeczkowania gruntów spoistych, przesiewanie piasku, określenie konsystencji, badanie kwasem solnym itp.). 8. Pomiar nawierconego i ustabilizowanego zwierciadła wody w otworach dla wszystkich nawierconych poziomów. 9. Pobór próbek wody w trakcie wiercenia. 10. Przeprowadzenie stabilizacji zwierciadła wody w otworach hydrogeologicznych (stałe pomiary przez 2 ÷ 3 doby). 11. Nadzór pompowania oczyszczającego w studniach, decyzja o zakończeniu pompowania lub jego przedłużeniu. 12. Opis rdzenia wiertniczego w terenie. 13. Decyzja o zakończeniu wiercenia otworu na po osiągnięciu projektowanej głębokości, w przypadku awarii lub w przypadku osiągnięcia celu geologicznego (określonej warstwy). 14. Sporządzenie dokumentacji powykonawczej (profil otworu, zestawienie badań, raporty wiertnicze itp.). 15. Ustalenie sposobu i kontrola zabudowy otworu (przeloty zafiltrowane, rodzaj i szczeliny filtra, ilość poziomów zafiltrowanych, sposób odizolowania poziomów). 16. W przypadku wykonania robót w dni wolne od pracy oraz po godz.1400 w dni robocze, osoba dozoru wykonawcy musi dokonać zgłoszenia na piśmie. 10. HARMONOGRAM REALIZACJI WIERCEŃ Przewiduje się wykonanie otworów z chwilą osiągnięcia zakładanego poziomu wiercenia oraz technologicznych możliwości dojazdu do placu budowy. Opracowanie szczegółowego harmonogramu (terminów) wierceń jest niemożliwe ze względu na specyfikę ruchu zakładu górniczego. 28 PROJEKTY GEOLOGICZNO-TECHNICZNE OTWORÓW Zał. 1 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSN-XVIII. Zał. 2 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSN-XIX. Zał. 3 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HOpp-24. Zał. 4 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HOpp-25. Zał. 5 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSdr-15. Zał. 6 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSdr-16. Zał. 7 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSdr-6bis2. Zał. 8 Projekt geologiczno-techniczny otworu studziennego HSp-73. Zał. 9 Projekt geologiczno-techniczny otworu przelewowego HOp-128. Zał. 10 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HPp-3/13bis. Zał. 11 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HPzZ-18. Zał. 12 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HP-5w/49. Zał. 13 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego HP-7/57. Zał. 14 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego BH-19/42. Zał. 15 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego BH-7,5/43. Zał. 16 Projekt geologiczno-techniczny otworu obserwacyjnego BH-5,5/44. Zał. 17 Projekt geologiczno-techniczny otworu inklinometrycznego IN-32. Zał. 18 Projekt geologiczno-techniczny otworu inklinometrycznego IN-33. 29
