Efektivní zahlazování následků hornické činnosti DIAMO, s. p. GEAM, o. z. SUL, o. z. Separa-Eko, s. r. o. Masarykova univerzita v Brně Výsledky spolupráce:

Největší dlouhodobý problém nakládání s důlními vodami ošetření důlních vod v průběhu zatápění čištění nadbytečných důlních vod pro efektivní volbu technologického procesu je nutné znát prognózu dlouhodobého vývoje sezónní výkyvy

Případové studie: Olší-Drahonín těžba 1958–1989 rudní minerály: uraninit, coffinit dosažená hloubka 750 m od roku 1989 regulované zatápění na podzim 1995 dosáhly důlní vody povrchu

Olší-Drahonín

Kaňk od roku 1993 regulované zatápění na podzim 2001 dosáhly důlní vody povrchu od středověku do roku 1990 rudní minerály: sfalerit, galenit, chalkopyrit, arzenopyrit dosažená hloubka 500 m

Kaňk

Kaňk

Rosicko-oslavanská uhelná pánev 1760 ražení štol dosažená hloubka 1488 m 1973 ukončení těžby v oslavanské části revíru 1992 definitvní ukončení těžby od roku 1993 regulované zatápění v roce 1999 dosáhly důlní vody povrchu

Základní trendy po zatopení dochází k významným a relativně rychlým změnám v geochemii důlních vod typově podobný dlouhodobý trend významné sezónní trendy vázané na konkrétní lokalitu bez ohledu na kapacitu rezervoáru podzemních vod jsou vždy patrné sezónní změny bez ohledu na typ a geologickou pozici ložiska

Příčiny pozorovaného chování Model

Důlní činnost Normální podmínky

Změny způsobené důlní činností změna režimu podzemních vod změna oxidačně-redukčních podmínek hlavním oxidantem kyslík O H e –  2 H 2 O vedlejším oxidantem trojvalentní železo Fe 3+ + e –  Fe 2+

Intenzivní oxidace oxidační rozpouštění FeS 2  Fe 2+ + SO 4 2– + H + + e – UO 2  UO e – ZnS  Zn 2+ + SO 4 2– + e – FeAsS  Fe 2+ + AsO 4 3– + SO 4 2– + e – některé z produktů oxidovány dále a imobilizovány (zůstávají a hromadí se na místě) Fe 2+  Fe 3+  Fe(OH) 3 (s)  FeO(OH)(s) Mn 2+  Mn 4+  MnO 2 (s)

Rozdíl mezi tzv. oplachovými a pórovými vodami

Uzavření dolu

Zatápění a zatopení

Redukční rozpouštění Fe III O(OH)(s) + e –  Fe 2+ Mn IV O 2 (s) + e –  Mn 2+ uvolnění sorbovaných a spolusražených složek Redukční imobilizace UO e –  UO 2 (s) SO 4 2– + e –  S 2– Fe S 2–  FeS 2

Dopady Hadůvka v roce Foto: Jan Helešic.

Postupný návrat do původního stavu v redukčních podmínkách imobilizace oxidovaných složek (desetiletí)

Koncový stav

Z detailní analýzy časového chování vyplývá důležitý závěr dochází k významné stratifikaci důlních vod, která se udržuje jako stabilní termický pohyb vod nehraje významnou roli

Model

Ověření modelu: Brzkov

Ověření modelu: Zbýšov – Jindřich II

Obecné závěry největší ekologická rizika pro podzemní a povrchové vody nastávají až po uzavření dolů bez ohledu na typ a pozici ložiska jsou ekologicky nejrizikovějšími prvky Fe a Mn (přestože samy nejsou toxické) po zatopení dolů dochází vždy ke stratifikaci důlních vod v celém procesu je rozhodující změna oxidačně-redukčních podmínek na základě detailního studia je možné předvídat dlouhodobé a sezónní trendy změn geochemie důlních vod

Závěry I nižší koncentrace v období zatápění dolu odpovídají svrchní zředěné vrstvě vyšší koncentrace po zatopení dolu odpovídají hlubší koncentrovanější zóně v závislosti na geologické stavbě se mohou zóny střídat a opakovat

Závěry II v principu se nabízí možnost výběru, jaké kvality důlní vody čistit Brzkov RL 140 nebo 350 mg/l 226 Ra 150 nebo 2300 mBq/l Mn 0,01 nebo 0,3 mg/l Zbýšov RL 2500 nebo 5500 mg/l Fe 0,5 nebo 60 mg/l Mn 0,2 nebo 4,2 mg/l As 17 nebo 40 ug/l

Závěry pro technologii nakládání s důlními vodami studium dlouhodobých trendů umožňuje optimálně volit kapacitu čističky a použitou technologii studium sezónních trendů umožňuje kvalifikovaně určit krátkodobé (několikatýdenní) změny v kvalitě důlních vod a tomu přizpůsobit technologické vstupy studium zonálnosti umožňuje ve spolupráci s ložiskovými geology a hydrogeology určit způsob „odebírání“ nadbytečných důlních vod tak, aby: se zpracovávaly zředěnejší vody koncentrovanější důlní vody trvale zůstávaly v redukční zóně hranice mezi zředěnějšími a koncentrovanějšími vodami zůstávala trvale pod úrovní, ze které by mohlo dojít k jejich úniku na povrch

Náklady většinu parametrů - sezónní a dlouhodobé trendy - důlních vod lze na základě dosud provedených pilotních studií určit ze stávajících údajů - trendy chemického složení důlních vod v době aktivní činnosti dolu a v průběhu zatápění kritickými údaji, které je nutné zjišťovat nově, je geochemická zonálnost a stratifikace důlních vod (mocnost zředěnejších a koncentrovanějších vod, jejich koncentrace, hloubkový vývoj)

Poděkování celou rozsáhlou studii by nebylo možné provést bez finanční, materiální a odborné podpory pracovníků DIAMA, s. p. a jeho odštěpných závodů z odborného hlediska se i ve světovém měřítku jedná o unikátní výsledky, které již mají a zcela jistě budou mít značné ekonomické přínosy uvedený přístup poskytuje DIAMU, s. p. významnou komparativní výhodu při zahlazování následků hornické činnosti ve srovnání s ostatními subjekty; ta se ještě zvýší při začlenění ČR do EU