Rozwój dop³ywów wody do kopalñ rud cynku i o³owiu w rejonie Olkusza
Zbigniew Adamczyk*, Jacek Motyka**
Zmiany dop³ywów wody do olkuskich kopalñ rud cynku i o³owiu „Boles³aw”, „Olkusz” i „Pomorzany” s¹ zak³ócane m.in. drena¿em górniczym. Decyduj¹cy wp³yw na wielkoœæ i charakter zmian zawodnienia tych kopalñ ma szczelinowo-krasowy charakter ska³ otaczaj¹cych z³o¿e. Wa¿nymi czynnikami s¹ tak¿e stadium rozwoju kopalni, wielkoœæ opadów oraz hydrauliczne wspó³dzia³anie kopalñ. Du¿e dop³ywy wody do kopalñ powa¿nie obci¹¿aj¹ koszty eksploatacji rud cynku i o³owiu.
S³owa kluczowe: rudy Zn-Pb, zawodnienie kopalni, rejon Olkusza
Zbigniew Adamczyk & Jacek Motyka — Water inflow to lead and zinc mines in the Olkusz area (SW Poland). Prz. Geol., 48: 171–175.
S u m m a r y. Changes of water inflow to lead and zinc mines in the Olkusz area are related to mining activity. Karst-fissured type of the aquifer hosted ores decide about quantity of water inflowing to mines and their changes in time. Important factors are also stage of development of a mine, precipitations and interference of hydraulic impact of mines. Necessity of pumping of big volume of water inflows to mine increases the cost of exploitation of lead and zinc ores.
Key words: Zn-Pb ore mining, water inflow to mine, Olkusz area, Poland
Rudy cynku i o³owiu zalegaj¹ w spêkanych i skraso-wia³ych dolomitach i wapieniach œrodkowego i dolnego triasu, i dlatego olkuskie kopalnie nale¿¹ do najbardziej zawodnionych, nie tylko w Polsce ale tak¿e na œwiecie. Koniecznoœæ odwadniania kopalñ w znacznym stopniu powiêksza koszty eksploatacji rud. Drena¿ górniczy wêglanowych utworów triasu, w których zalegaj¹ kruszce, datuje siê od XVI w. Rozpoczêto wtedy dr¹¿enie sztolni odwadniaj¹cych ska³y otaczaj¹ce z³o¿a rud, które we fragmentach istniej¹ i funkcjonuj¹ do dzisiaj. Drena¿ góro-tworu na du¿¹ skalê zacz¹³ siê jednak dopiero pod koniec XIX w.
Po II wojnie œwiatowej w rejonie olkuskim odtopiono zalan¹ wczeœniej kopalniê „Boles³aw”, pod koniec lat piêæ-dziesi¹tych rozpoczêto budowê kopalni „Olkusz”, a z koñcem lat szeœædziesi¹tych zaczêto budowaæ kopalniê „Pomorzany”. Od koñca lat piêædziesi¹tych notowano sys-tematycznie wielkoœæ dop³ywów wody do wymienionych kopalñ. W niniejszej pracy scharakteryzowano czasow¹ zmiennoœæ zawodnienia olkuskich kopalñ rud cynku i o³owiu, i omówiono pokrótce czynniki decyduj¹ce o tej zmiennoœci.
Ogólna charakterystyka hydrogeologiczna rejonu olkuskiego
W rozpatrywanym obszarze wystêpuj¹ cztery piêtra wodonoœne: czwartorzêdowe, jurajskie, triasowe i
karbo-ñsko-dewoñskie. Czwartorzêdowe piêtro wodonoœne
buduj¹ piaski fluwioglacjalne z wk³adkami ¿wirów, rumo-szy, podrzêdnie py³ów, i³ów i glin. Jest to zbiornik wód podziemnych typu porowego, zasilany g³ównie przez infil-tracjê opadów atmosferycznych, a w warunkach re¿imu zak³óconego drena¿em górniczym tak¿e przez wodê infil-truj¹c¹ z Bia³ej Przemszy, g³ównej rzeki rejonu olkuskiego. Drena¿ piêtra czwartorzêdowego odbywa siê przez cieki
powierzchniowe w obszarze nie objêtym wp³ywem odwadniania kopalñ oraz wskutek odp³ywu wody przez strefy kontaktów hydraulicznych z wodonoœnym piêtrem triasowym w obszarze leja depresji.
Wodonoœne piêtra jurajskie, triasowe i karboñsko-de-woñskie s¹ zbudowane ze ska³ wêglanowych. S¹ to ska³y spêkane i wystêpuj¹ w nich podziemne formy krasowe (kawerny, brekcje) i dlatego tworz¹ one zbiorniki wód pod-ziemnych typu szczelinowo-krasowego (zbiorniki juraj-skie i paleozoiczne) oraz porowo-szczelinowo-krasowego (zbiorniki triasowe). Jurajskie piêtro wodonoœne, wystê-puj¹ce we wschodniej czêœci rejonu olkuskiego (ryc. 1), jest zasilane wod¹ przez infiltracjê opadów atmosferycz-nych. Drenowane jest przez Ÿród³a i cieki powierzchniowe oraz przez odp³yw wody do innych piêter w strefach wiêzi hydraulicznych (ryc. 2), a tak¿e g³êbinowe studnie ujêæ wód podziemnych. Z punktu widzenia wp³ywu na zawodnienie olkuskich kopalñ rud cynku i o³owiu najwiêksze znaczenie maj¹ kontakty hydrauliczne typu sedymentacyjno-transgre-sywnego miêdzy wodonoœnymi utworami jury i triasu oraz jury z wêglanowymi osadami karboñsko-dewoñskimi (ryc. 2), stwierdzone we wschodniej i po³udniowo-wschodniej czêœci rejonu olkuskiego (Wilk & Motyka, 1977).
Rudy cynku i o³owiu, eksploatowane w kopalniach olkuskich wystêpuj¹ w wêglanowych ska³ach triasowych. Szczelinowo-krasowy charakter piêtra triasowego ma wiêc decyduj¹cy wp³yw na wielkoœæ zawodnienia omawianych kopalñ. Formy zasilania tego piêtra wod¹ s¹ bardzo ró¿no-rodne. Na wychodniach jest to infiltracja opadów atmosfe-rycznych oraz ucieczka wody z Bia³ej Przemszy do triasowego pod³o¿a. Istotne znaczenie ma przep³yw wody z piêtra czwartorzêdowego do wêglanowych ska³ triaso-wych w strefach okien erozyjnych, gdzie brak izoluj¹cych utworów górnego triasu (kajpru) i wystêpuje bezpoœredni kontakt hydrauliczny wodonoœnych piêter, czwartorzêdo-wego i triasoczwartorzêdo-wego (ryc. 1, 2).
Bardzo wa¿nym Ÿród³em zasilania wêglanowych ska³ triasowych jest dop³yw wody z wapieni górnej jury. Stwierdzono nastêpuj¹ce formy tego zasilania (ryc. 2):
— przep³yw wody w strefach bezpoœrednich wiêzi hydraulicznych miêdzy wapieniami malmu a dolomitami i wapieniami triasu,
*Zak³ady Górniczo-Hutnicze „Boles³aw”, ul. Kolejowa 37, 32-332 Bukowno
**Katedra Górnictwa Odkrywkowego, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków; e-mail: motyka@ uci.agh.edu.pl
— odp³yw wody z wapieni jurajskich do piasków czwartorzêdowych, a dalej przez okna erozyjne do wêgla-nowych ska³ triasowych,
— odp³yw wody z wapieni jurajskich do wêglanowych ska³ karboñsko-dewoñskich, a nastêpnie przep³yw do wapieni i dolomitów triasu,
— przes¹czanie siê wody z wapieni jurajskich do wêglanowych utworów triasu przez margle doggeru.
Wodonoœne piêtro karboñsko-dewoñskie, zbudowane z wapieni i dolomitów, zalega najg³êbiej spoœród wymienio-nych piêter wodonoœwymienio-nych i dlatego jest najs³abiej rozpo-znane. Jest to zbiornik typu szczelinowo-krasowego, ale kawerny i wype³nione formy krasowe wystêpuj¹ znacznie rza-dziej ni¿ w zbiornikach triasowym i jurajskim. Piêtro to jest zasilane wod¹ infiltruj¹c¹ z wapieni jurajskich w rozleg³ych strefach wiêzi hydraulicznych typu sedymentacyjno-transgre-sywnego we wschodniej i po³udniowo-wschodniej czêœci rejo-nu olkuskiego (Wilk & Motyka, 1977).
Rozwój dop³ywów do olkuskich kopalñ rud Kopalnia „Boles³aw”. Kopalnia „Boles³aw” zosta³a zbu-dowana przypuszczalnie z pocz¹tkiem XIX stulecia (Nie-wdana & Wilk, 1980). Fragmentaryczne dane o wielkoœci dop³ywów wody do tej kopalni pochodz¹ z okresu obej-muj¹cego lata 1880–1958. Wynika z nich, ¿e iloœæ wody pompowanej w tym czasie z tej kopalni mieœci³a siê w
przedziale 22–39 m3/min (Niewdana & Wilk, 1980). W
latach 1931–1940 kopalniê „Boles³aw” zatopiono ze wzglêdów ekonomicznych. Systematyczne pomiary iloœci wody dop³ywaj¹cej do omawianej kopalni rozpoczêto w
drugiej po³owie 1958 r. Wyniki pomiarów przedstawiono na wykresie (ryc. 3).
Na krzywej zmian wielkoœci dop³ywów do kopalni „Boles³aw” mo¿na wyró¿niæ kilka okresów. Do sierpnia
1962 r. do kopalni dop³ywa³o 35–40 m3
/min, po czym zaznaczy³a siê wyraŸna tendencja do zmniejszania siê
ilo-œci dop³ywaj¹cej wody. Najni¿szy dop³yw, ok. 26 m3
/min, odnotowano w sierpniu 1965 r. Do koñca 1973 r. dop³ywy ponownie wykazywa³y tendencjê rosn¹c¹ i w listopadzie
1973 r. osi¹gnê³y 40,5 m3/min (ryc. 3). Wi¹za³o siê to z
udostêpnianiem nowych partii z³o¿a rud cynku i o³owiu, eksploatowanych w kopalni „Boles³aw” oraz dr¹¿eniem przekopu wschodniego „D¹brówka” w nieodwodnionych partiach górotworu.
Od listopada 1973 r. do koñca 1976 r. zanotowano szybki spadek wielkoœci dop³ywów do kopalni „Boles³aw”
do wartoœci poni¿ej 10 m3
/min. Powodem tego spadku ilo-œci dop³ywaj¹cej wody by³o rozpoczêcie drena¿u górnicze-go w kopalni „Pomorzany” i przejêcie przez ni¹ czêœci strumienia wód podziemnych dop³ywaj¹cych do kopalni „Boles³aw” od strony pó³nocnej i pó³nocno-wschodniej. Przez nastêpne kilkanaœcie lat, do marca 1990 r. wielkoœæ dop³ywów wody do omawianej kopalni mieœci³a siê w
przedziale od ok. 8 do 15 m3/min, a nastêpnie spad³a do 6–8
m3
/min. (ryc. 3) i na tym poziomie utrzymuje siê do dzisiaj, mimo czêœciowego zatopienia jej wyrobisk w ramach reali-zacji programu jej likwidacji.
Kopalnia „Olkusz”. Budowê kopalni „Olkusz” rozpoczê-to w 1957 r. W pierwszym etapie g³êbiono szyby „Bro-nis³aw” i „Stefan” w odleg³oœci ok. 80 m jeden od drugiego. Dop³ywy w obu szybach by³y bardzo ró¿ne pod
0 0,5 1 km B ia ³a P rz e m s z a PUSTYNIA B£ÊDOWSKA KOPALNIA BOLES£AW OLKUSZ KOPALNIA POMORZANY KOPALNIA OLKUSZ D-C – ska³y wêglanowe1 D-C – carbonates1 P – zlepieñce P – conglomerates T – i³y, i³owce3 T – clays, claystones3 T1,2– ska³y wêglanowe T1,2– carbonates J – wapienie3 J – limestones3 g³ówne uskoki main faults
g³ówne wyrobiska górnicze main mine galleries granica zasiêgu T pod J3 3
range of T under J3 3 B s ia ³a P rz em za WARSZAWA 2 0° 50° KRAKÓW
Ryc. 1. Uproszczona mapa geologiczna rejonu olkuskiego Fig. 1. A simplified geological map of the Olkusz area
wzglêdem wielkoœci, jak i zmiennoœci z g³êbokoœci¹ (ryc. 4). W szybie „Bronis³aw” na g³êb. 27 m dop³yw wody by³
niewielki, nieco ponad 0,8 m3
/min, po czym nast¹pi³
wzrost do mniej wiêcej 2,1–3,0 m3
/min. Taki dop³yw utrzymywa³ siê do g³êbokoœci ok. 60 m. Na tej g³êbokoœci nast¹pi³o wdarcie siê wody z kawerny w wapieniach
triaso-wych i dop³yw wzrós³ do blisko 7 m3
/min, a nastêpnie w
mia-rê g³êbienia szybu obni¿y³ siê do ok. 6 m3/min (ryc. 4).
Dop³ywy wody do szybu „Stefan” by³y znacznie mniejsze. Pocz¹tkowo, w przedziale g³êb. 20–40 m zmienia³y siê one
od 0,5 do 0,8 m3/min, a nastêpnie systematycznie zmala³y do
ok. 0,1 m3/min w przedziale g³êb. od ok. 80 m do dna szybu.
Miejscami napotykano niewielkie kawerny i strefy spêkañ i tam dop³ywy wody do szybu „Stefan” wzrasta³y” do 0,3–0,5
m3/min.
W 1960 r. rozpoczêto dr¹¿enie g³ównych wyrobisk udostêpniaj¹cych z³o¿e kopalni „Olkusz” na g³êb. ok. 100 m od powierzchni terenu. Po wejœciu przekopem g³ównym w dolomity górnego pstrego piaskowca (retu) wielkoœæ
dop³ywów wzros³a do 10 m3
/min. W miarê postêpu robót górniczych i wejœciu przekopem w wapienie gogoliñskie (dolny wapieñ muszlowy) iloœæ dop³ywaj¹cej wody szybko
ros³a, osi¹gaj¹c ok. 30 m3/min., przy sumarycznej d³ugoœci
wyrobisk w dolomitach i wapieniach równej ok. 100 m. W kwietniu 1962 r. natrafiono na system zawodnionych kawern w wapieniach gogoliñskich i dop³yw skokowo
wzrós³ do 52 m3/min (ryc. 5). W wyniku dalszego postêpu
robót górniczych wzrasta³a tak¿e wielkoœæ dop³ywu wody do wyrobisk stabilizuj¹c siê w okresie od maja 1963 r. do
sierpnia 1964 r. na poziomie od 67 do 70 m3
/min. Nastêpnie odnotowano krótkotrwa³y ale szybki spadek dop³ywów do
ok. 55 m3
/min. (styczeñ–luty 1964 r.) i ponownie skokowy
wzrost do poziomu 62–69 m3/min (ryc. 5).
W lutym 1967 r., kiedy zdawa³o siê, ¿e wielkoœæ dop³ywu wody do kopalni „Olkusz” ustabilizowa³o siê
wokó³ wartoœci ok.70 m3
/min, natrafiono w przodku prze-kopu wschodniego na kawernê krasow¹ w wapieniach gogoliñskich, z której nast¹pi³o nieoczekiwane wdarcie siê
wody o wydajnoœci 37 m3/min. Ogólny dop³yw do kopalni
wzrós³ do 90–95 m3
/min, osi¹gaj¹c w ten sposób maksy-maln¹ wartoœæ jak¹ zanotowano w dotychczasowej historii kopalni „Olkusz”. Wraz ze spadkiem wydajnoœci wspo-mnianego wdarcia (Wilk i in., 1971) mala³o tak¿e zawod-nienie kopalni. Do listopada 1968 r. dop³yw utrzymywa³
siê w granicach 79–83 m3/min i w ci¹gu nastêpnego roku
szybko zmala³ do ok. 67 m3
/min. Od tego czasu jest
widoczna wyraŸna tendencja spadku wielkoœci dop³ywów wody do kopalni „Olkusz” (ryc. 5). Przy wahaniach rzêdu
kilku m3
/min ogólny dop³yw osi¹gn¹³ minimum równe ok.
41 m3/min w sierpniu 1993 r., a od listopada tego samego
roku zacz¹³ doœæ szybko wzrastaæ i w drugiej po³owie 1996
r. by³ równy 52–56 m3/min. Taki stan rzeczy utrzymywa³
siê do czerwca 1997 r. Od lipca nast¹pi³ skokowy wzrost
dop³ywów, osi¹gaj¹c maksimum równe 68 m3/min we
wrzeœniu 1997 r. Nastêpnie iloœæ wody dop³ywaj¹cej do kopalni „Olkusz” zaczê³a siê szybko zmniejszaæ i na
pocz¹tku 1999 r. by³a równa 46–48 m3
/min (ryc. 5). Kopalnia „Pomorzany”. G³ówne wyrobiska odwad-niaj¹ce kopalni „Pomorzany” znajduj¹ siê na g³êb. ok. 150 m od powierzchni terenu. Spoœród trzech szybów tej kopal-ni, dwa z nich by³y wykonywane metod¹ mro¿eniow¹, a dop³yw wody do trzeciego by³ nieznaczny, wynosz¹c
mak-symalnie 0,35 m3/min (Niewdana & Wilk, 1980). Dopiero
w paŸdzierniku 1973 r., po rozpoczêciu dr¹¿enia przeko-pów udostêpniaj¹cych z³o¿e tej kopalni w nieodwodnio-nych dolomitach i wapieniach triasu, dop³ywy do kopalni „Pomorzany” bardzo szybko ros³y, osi¹gaj¹c po 7
mie-si¹cach ok. 150 m3
/min (ryc. 6). Dalszy postêp robót górni-czych i nacinanie chodnikami udostêpniaj¹cymi nowych systemów zawodnionych kawern spowodowa³ wzrost
dop³ywów do ok. 236 m3/min. w paŸdzierniku 1975 r. Od
tego czasu do lipca 1983 r. by³a widoczna tendencja do zmniejszania siê iloœci wody dop³ywaj¹cej do kopalni „Pomorzany”. Najmniejszy dop³yw dla tego okresu wynosi³
ok. 185 m3/min. Nastêpnie po pó³torarocznym okresie
wzro-stu dop³ywów do kopalni „Pomorzany” do wartoœci ok. 220
m3/min, wyst¹pi³a wieloletnia tendencja do zmniejszania siê
iloœci dop³ywaj¹cej do niej wody. W kwietniu 1994 r.
zano-towano ok. 160 m3/min. Od tego czasu wyst¹pi³a tendencja
wzrostu dop³ywów, pocz¹tkowo umiarkowana, a od lipca 1997 r. do maja 1998 r., kiedy dop³yw siêgn¹³ prawie 300
m3
/min, bardzo szybka. Potem dop³ywy zaczê³y maleæ i od grudnia 1998 r. do kwietnia 1999 r. utrzymuj¹ siê na
pozio-mie 205–210 m3
/min (ryc. 6).
Analiza przyczyn zmian wielkoœci dop³ywów wody do olkuskich kopalñ rud
Wielkoœæ i zmiennoœæ dop³ywów wody do kopalni zale¿y od wielu czynników tak naturalnych, jak i antropo-genicznych. W przypadku olkuskich kopalñ rud cynku i o³owiu przede wszystkim mia³y wp³yw:
BIA£A PRZEMSZA wyrobiska górnicze mine galleries sk³adowisko odpadów waste dump D-C – ska³y wêglanowe1 D-C – carbonates1 P – zlepieñce P – conglomerates T – i³y, i³owce3 T – clays, claystones3 T1,2– ska³y wêglanowe T1,2– carbonates J – margle2 J – marls2 Q – piaski, ¿wiry Q – sands, gravels J – wapienie3 J – limestones3 kierunki przesi¹kania leakage direction kierunki przep³ywu flow direction
Ryc. 2. Schemat warunków przep³ywu wód podziemnych w rejonie olkuskim — re¿im zak³ócony drena¿em górniczym i dzia³alnoœci¹ ujêæ wód podziemnych
— stadium rozwoju kopalni,
— szczelinowo-krasowy charakter wêglanowych ska³ triasowych, w których wystêpuj¹ rudy cynku i o³owiu,
— hydrauliczne wspó³dzia³anie kopalñ, — wysokoœæ opadów atmosferycznych.
Rozwój kopalni mo¿na podzieliæ na etapy: udostêpnia-nia i eksploatacji z³o¿a oraz likwidacji kopalni. Najszybciej wielkoœæ dop³ywów roœnie w czasie wykonywania robót udostêpniaj¹cych w nieodwodnionym górotworze. Taka sytuacja by³a w przypadku kopalñ „Olkusz” i „Pomorzany”. W pierwszej fazie okresu udostêpniania z³ó¿ rud Zn-Pb istotnie wielkoœci dop³ywów do tych kopalñ bardzo szybko ros³y (ryc. 5, 6). Systematyczn¹ i dok³adniejsz¹ rejestracjê dop³ywów do kopalni „Boles³aw” rozpoczêto dopiero w 1958 r., tzn. w 13 lat po jej odtopieniu, a wiele dziesi¹tków lat od poczatku jej istnienia. Tak wiêc notowano ju¿ dop³ywy mniej wiêcej wyrównane (ryc. 3).
Bardzo du¿y wp³yw na charakter czasowych zmian dop³ywów wody do olkuskich kopalñ rud ma szczelino-wo-krasowy charakter wêglanowych ska³ triasowych, w których te rudy wystêpuj¹. Objawia siê to skokowymi wzrostami iloœci dop³ywaj¹cej wody po natrafieniu wyro-biskiem na system zawodnionych kawern. Niekiedy s¹ to wdarcia wody o du¿ej wydajnoœci. W kopalni „Olkusz”
zdarza³y siê punktowe wyp³ywy wody z
kawern o wydajnoœci 20–40 m3
/min (Wilk i in., 1971), a w kopalni „Pomorzany”
przekra-cza³y 50 m3
/min (Wilk i in., 1977). Jedno z katastrofalnych wdaræ wody w tej kopalni przez kilka godzin mia³o wydatek oko³o 100
m3/min.
Kopalnie olkuskie znajduj¹ siê blisko sie-bie, dziêki czemu tworz¹ po³¹czony system oœrodków drena¿u wêglanowych ska³ triaso-wych. Ich wyrobiska odwadniaj¹ce znajduj¹ siê jednak na ró¿nych poziomach hipsome-trycznych. Wyrobiska odwadniaj¹ce w kopalni „Boles³aw”, przed rozpoczêciem czêœciowego jej zatapiania znajdowa³y siê na rzêdnej 225–264 m n.p.m., w kopalni „Olkusz” na rzêdnej ok. 235 m n.p.m., a w kopalni „Pomo-rzany” na rzêdnej ok. 175 m n.p.m. Nale¿y przy tej okazji zwróciæ uwagê na pra-wid³owoœæ, ¿e im g³êbsza jest kopalnia, tym wiêksza jest iloœæ dop³ywaj¹cej do niej wody. Jednak¿e wspó³dzia³anie kopalni uwidacznia siê w charak-terze krzywej zmian iloœci dop³ywaj¹cej do nich wody. I tak rozpoczêcie intensywnego drena¿u kopalni „Olkusz” w latach 1961–1962 (gwa³towny wzrost dop³ywów — ryc. 5) spowodowa³o spadek wielkoœci dop³ywów do kopalni „Boles³aw” o ok. 35%. Udostêpnienie g³êbiej zalegaj¹cego z³o¿a w tej kopalni przywróci³o pierwotn¹ wielkoœæ dop³ywów. Rozpoczêcie intensywnego drena¿u wêglano-wych ska³ triasowêglano-wych w kopalni „Pomorzany” spowodo-wa³o bardzo szybki, prawie czterokrotny spadek iloœci wody dop³ywaj¹cej do kopalni „Boles³aw” (ryc. 3). Trudno wypowiadaæ siê o wp³ywie uruchomienia drena¿u w kopal-ni „Pomorzany” na zawodkopal-niekopal-nie kopalkopal-ni „Olkusz”, gdy¿ tendencja spadku iloœci dop³ywaj¹cej do niej wody poja-wi³a siê 4 lata wczeœniej (ryc. 5). Zdaniem autorów tenden-cjê t¹ nale¿y raczej przypisywaæ wyczerpywaniu siê zasobów statycznych w leju depresji wokó³ kopalni.
Analiza wp³ywu wysokoœci opadów na wielkoœæ dop³ywów wody do olkuskich kopalñ rud cynku i o³owiu sprawia wiele problemów. Na tle krótkotrwa³ych zmian dop³ywów trudno powiedzieæ, które z nich zale¿¹ od opa-dów, a które s¹ spowodowane wykonywaniem robót górni-czych i natrafianiem chodnikami na mniej lub bardziej zasobne w wodê systemy kawern albo stref brekcji. Z tego typu form mog¹ wp³ywaæ wycieki o du¿ej chwilowej wydajnoœci, która szybko spada.
Mimo tego typu k³opotów mo¿na z du¿ym prawdopo-dobieñstwem stwierdziæ, ¿e powodem bardzo wyraŸnej ten-dencji do zmniejszania siê wielkoœci dop³ywów do kopalni „Olkusz” i „Pomorzany” (ryc. 5, 6) by³o nie tylko wyczerpy-wanie siê zasobów statycznych ale tak¿e wieloletnie susza hydrologiczna, która wyst¹pi³a w Polsce w latach 1982–1993. W stacji pomiaru opadów w Olewinie ko³o Olkusza œrednia roczna wysokoœæ opadów jest równa ok.750 mm. We wspo-mnianym okresie suszy hydrologicznej tylko w roku 1985 wysokoœæ opadu by³a równa na poziomie œredniej z wielolecia, a w pozosta³ych latach by³a mniejsza o 70–200 mm. Z kolei w 1996 r. spad³o 902 mm opadu, co spowodowa³o wzrost
dop³ywów o ok. 10 m3/min w kopalni „Olkusz”, a w kopalni
„Pomorzany” o blisko 50 m3
/min.
W lipcu 1997 r. po³udniow¹ Polskê nawiedzi³y kata-strofalne opady. W ci¹gu ca³ego miesi¹ca, stacja pomiaro-wa w Olewinie zanotopomiaro-wa³a ok. 420 mm deszczu, tj. mniej wiêcej 60% œredniego rocznego opadu, przy czym w ci¹gu 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 12 58 -0 9-01 60 -0 9-22 62 -0 8-11 64 -0 8-01 66 -0 8-21 68 -0 7-11 70 -0 7-30 72 -0 6-20 74 -0 6-09 76 -0 6-30 78 -0 5-19 80 -0 5-09 82 -0 5-28 84 -0 4-18 86 -0 4-07 88 -0 4-28 90 -0 3-17 92 -0 3-07 94 -0 3-25 96 -0 2-14 98 -0 2-04 00 -0 2-24 02 -0 1-KOPALNIA BOLES£AW BOLES£AW MINE opady – VII 1997 precipitation dop³ywQ(m /min) 3 inflowQ(m /min) 3 03 54 -1 0-22 56 -0
9-Ryc. 3. Wykres dop³ywów wody do kopalni „Boles³aw” Fig. 3. Water inflow to „Boles³aw” Mine
0 0 20 20 40 40 60 60 80 80 100 120 100 0 2 4 6 8 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 dop³yw Q (m /min)3 inflow Q (m /min)3 dop³yw Q (m /min)3 inflow Q (m /min)3 g³êbokoœæH(m) depthH (m) g³êbokoœæH(m) depthH (m) SZYB BRONIS£AW BRONIS£AW SHAFT SZYB STEFAN STEFAN SHAFT 1,0
Ryc. 4. Wykres dop³ywów wody do szybów kopalni „Olkusz” Fig. 4. Water inflow to shafts of „Olkusz” Mine
5 dni, miêdzy 04.07 a 08.07 spad³o 180 mm deszczu. W ca³ym 1997 r. zanotowano 998 mm opadu. Po lipcowych opadach gwa³townie wezbra³a i wyla³a Bia³a Przemsza, najwiêksza rzeka rejonu olkuskiego i w rezultacie zosta³y zalane znaczne po³acie Pustyni B³êdowskiej. W sierpniu, ju¿ po obni¿eniu siê poziomu wody w Bia³ej Przemszy, i powrocie do jej dawnego koryta, uaktywni³y siê od dawna wysch³e Ÿród³a, wyp³ywaj¹ce z wapieni jurajskich. Zwier-ciad³o wody podziemnej, rejestrowane w piezometrach zainstalowanych we wszystkich piêtrach wodonoœnych, podnios³o siê od 1 m (piêtro czwartorzêdowe) do kilku metrów (piêtra jurajskie i triasowe), a nawet ponad 16 m (piêtro dewoñskie). Zaczê³y siê te¿ problemy z przyrostem iloœci wody, dop³ywaj¹cej do olkuskich kopalñ rud cynku i o³owiu.
W czerwcu 1997 r. wielkoœæ dop³ywów do kopalni
„Olkusz” by³a równa ok. 52 m3
/min, a po wyst¹pieniu kata-strofalnych opadów w lipcu szybko ros³a, osi¹gaj¹c
maksi-mum, równe 68 m3
/min we wrzeœniu tego samego roku, a wiêc mniej wiêcej po dwóch miesi¹cach od wspomnianych opadów. Tak wiêc iloœæ wody dop³ywaj¹cej do kopalni
„Olkusz” wzros³a o ok. 30 %. Od wrzeœnia 1997 r. dop³ywy zaczê³y maleæ i na pocz¹tku
1999 r. wynosi³y ju¿ tylko 46–48 m3/min (ryc.
5).
Dop³yw wody do wyrobisk kopalni „Pomo-rzany” w czerwcu 1997 r. wynosi³ ok. 210
m3/min. Po lipcowych opadach iloϾ
dop³ywaj¹cej wody zaczê³a szybko wzrastaæ,
osi¹gaj¹c maksimum równe ok. 300 m3/min w
maju 1998 r., tj. dopiero po 10 miesi¹cach od wyst¹pienia katastrofalnych opadów. W rezul-tacie tych opadów przyrost dop³ywu w stosun-ku do czerwca 1997 r. wyniós³ zatem ok. 43%. Po osi¹gniêciu maksimum w maju 1998 r. dop³yw wody do kopalni „Pomorzany” zacz¹³ maleæ i na pocz¹tku 1999 r. zawiera³ siê w
prze-dziale 260–275 m3/min (ryc. 6).
W przypadku kopalni „Boles³aw” wysoki opad w lipcu 1997 r. nie zaznaczy³ siê wyra-Ÿnym wzrostem iloœci dop³ywaj¹cej wody do jej wyrobisk (ryc. 3). G³ównym tego powodem by³o to, ¿e pod koniec maja 1997 r. rozpoczêto zatapianie najni¿ej po³o¿onej czêœci kopalni (tzw. „poziom retu”) tj. na rzêdnej +225 m n.p.m. W rezultacie zwierciad³o wody w tej czê-œci kopalni podnios³o siê o blisko 20 m, tj. do rzêdnej oko³o +245 m n.p.m. Lipcowy opad jedynie przyspieszy³ podnoszenie siê zwier-ciad³a, bez koniecznoœci pompowania zwiêkszo-nej iloœci wody z wyrobisk kopalni „Boles³aw”. Z pewnoœci¹ du¿e znaczenie ma tak¿e fakt, ¿e powierzchnia podziemnej zlewni omawianej kopalni jest bardzo ma³a, przez co wysokoœæ opadów nie ma tak du¿ego znaczenia, jak w przypadku kopalni „Olkusz” i „Pomorzany”, których zlewnie podziemne s¹ du¿o wiêksze.
Ró¿nica wielkoœci powierzchni podziem-nych zlewni i g³êbokoœci kopalñ „Olkusz” i „Pomorzany” by³y przyczyn¹ przesuniêcia mak-simum iloœci dop³ywaj¹cej do nich wody po katastrofalnych opadach w lipcu 1997 r. Poprzez okna erozyjne (ryc. 1, 2) do zlewni podziemnej kopalni „Pomorzany” dosta³a siê znaczna iloœæ wody, po wylaniu Bia³ej Przemszy, co mia³o dodatkowy wp³yw na zawodnienie tej kopalni.
Autorzy dziêkuj¹ Dyrekcji Zak³adów Górniczo-Hutniczych „Boles³aw” w Bukownie za wyra¿enie zgody na podjêcie badañ i opublikowanie ich wyników. Pracê wykonano w ramach badañ w³asnych Katedry Górnictwa Odkrywkowego AGH w Krakowie.
Literatura
NIEWDANA J. & WILK Z. 1980 — Olkuski rejon z³o¿owy. Zawod-nienie kopalñ. [W:] Ró¿kowski A., Wilk Z. (red.), Warunki hydroge-ologiczne z³ó¿ rud cynku i o³owiu regionu œl¹sko-krakowskiego. Pr. Inst. Geol., 167–205.
WILK Z., ADAMCZYK A. F., BIERNACKI J. & MOTYKA J. 1977 — Wykszta³cenie strefy uskoku Pomorzan i jego hydrogeologiczna charakterystyka. Rocz. Pol. Tow. Geol., 47: 459–481.
WILK Z. & MOTYKA J. 1977 — Kontakty miêdzy poziomami wodo-noœnymi w olkuskim rejonie kopalnictwa rud. Rocz. Pol. Tow. Geol., 47: 115–143.
WILK Z., MOTYKA J. & NIEWDANA J. 1971 — Charakterystyka i klasyfikacja przejawów wody w wyrobiskach kopalni pracuj¹cej w szczelinowo-krasowym poziomie wodonoœnym. Zesz. Nauk. AGH, Geologia, 14: 43–62 0 50 100 150 200 250 300 350 20 72 -0 7-10 74 -0 7-29 76 -0 6-19 -0 6-78 08 -0 6-80 29 82 -0 5-18 84 -0 5-08 86 -0 5-27 88 -0 4-17 -0 4-90 06 -0 4-92 27 94 -0 3-16 -0 3-96 06 -0 3-98 24 00 -0 2-13 -0 2-02 KOPALNIA POMORZANY POMORZANY MINE opady – VII 1997 precipitation dop³ywQ(m /min) 3 inflowQ(m /min) 3
Ryc. 6. Wykres dop³ywów wody do kopalni „Pomorzany” Fig. 6. Water inflow to „Pomorzany” Mine
0 80 10 50 20 60 30 70 40 100 12 58 -0 9-01 60 -0 9-22 62 -0 8-11 64 -0 8-01 66 -0 8-21 68 -0 7-11 70 -0 7-30 72 -0 6-20 74 -0 6-09 76 -0 6-30 78 -0 5-19 80 -0 5-09 82 -0 5-28 84 -0 4-18 86 -0 4-07 88 -0 4-28 90 -0 3-17 92 -0 3-07 94 -0 3-25 96 -0 2-14 98 -0 2-04 00 -0 2-24 02 -0 1-KOPALNIA OLKUSZ OLKUSZ MINE opady – VII 1997 precipitation dop³ywQ(m /min) 3 inflowQ(m /min) 3 03 54 -1 0-22 56 -0 9-90
Ryc. 5. Wykres dop³ywów wody do kopalni „Olkusz” Fig. 5. Water inflow to „Olkusz” Mine
