Geology, Geophysics & Environment
Loading...
ISSN 2299-8004
e-ISSN: 2353-0790
Issue Date
2013
Volume
Vol. 39
Number
No. 3
Description
Journal Volume
Geology, Geophysics & Environment
Vol. 39 (2013)
Projects
Pages
Articles
Selected hydrochemical ratios of waters from inflows at level VI in »Wieliczka« Salt Mine
(Wydawnictwa AGH, 2013) d'Obyrn, Kajetan; Postawa, Adam
Relationships between major ions, such as $Cl^{-}$ , $SO_{4}^{2-}$ and $Na^{+}$ and some microelements, may serve as good indicators of genesis and chemical transformations occurring during groundwater flow. The chemical composition of water from inflows at the level VI of »Wieliczka« Salt Mine is formed mainly by the dissolution of different types of salts caused by waters circulating in complicated systems of semipermeable rocks and fractured sandstones. This complicated geological structure is additionally disturbed by seven centuries of mining activity. Individual inflows are recharged by different flow systems, thus water/rock contact times are different. The authors analysed basic hydrochemical ratios: sodium/chlorides ($rNa^{+}/rCl^{-}$), sulphides/chlorides ($rSO_{4}^{2-} \cdot 100/rCl^{-}$) and chlorides/iodides ($Cl^{-}/I^{-}$). The obtained results proved that hydrochemical ratios may serve as a supporting tool for better assessment of water threats in the western part of 'Wieliczka' Salt Mine.
Land subsidence caused by solution mining in the Mogilno salt dome
(2013) Kortas, Grzegorz; Maj, Agnieszka; Drogowski, Jacek
Wpływy eksploatacji soli na powierzchnię terenu określane są na podstawie okresowych pomiarów niwelacyjnych. Analiza wyników tych pomiarów pozwala na kontrolowanie i prognozowanie ruchu górotworu. Wysad solny Mogilno ma kształt wydłużonej elipsy ze zwierciadłem solnym około 250 m p.p.t. (Fig. 1). Na głębokości około 600 m długość wysadu wynosi 5,5 km, a szerokość waha się od 0,8 km do 1,5 km. Ściana NE wysadu jest nachylona pod kątem ok. 80°, natomiast przeciwległa SW 90° i więcej, tworząc przewieszenia. W SE części wysadu strop soli obniża się do 550-650 m. Otworowa eksploatacja złoża w 1986 r. rozpoczęła się od głębokości 1400 m do półki stropowej na głębokości 400 m. Otwory ługownicze założono w siatce trójkątów o bokach 100 m. Średnice kawern zależą od głębokości, wynosząc średnio od 45 w dolnej strefie do 55 m w górnej. W obszarach występowania soli potasowo-magnezowych są większe. W złożu nieprzydatnym do prowadzenia eksploatacji pozostawiono między komorami odpowiednie półki. Pomiary przemieszczeń w strefie oddziaływania kopalni prowadzone są od 1986 r. metodą niwelacji precyzyjnej ze średnim błędem $\pm$ 0,7 mm/km, ostatni wykonano w 2009 r. Obniżenia terenu w latach 1986-2009 nie przekraczają -105 mm (Fig. 2). Stwierdzany w pomiarach efekt podnoszenia się terenu po stronie NE niecki osiadań wskazuje, że punkty dowiązania pomiarów niwelacyjnych nie są stałe. W latach 2004-2009 obniżał się głównie rejon przyległy do SW ściany wysadu (Fig. 3). Osiadania terenu wykształcają się w formie dwucentrycznej niecki z maksimami po SW i NE stronie wysadu (Fig. 4). Przyczyną osobliwego rozkładu osiadań jest smukłość formy kopalni i reżim stosowanych ciśnień technologicznych. Wyniki obserwacji ujawniają zróżnicowany zasięg wpływów eksploatacji, mniejszy w kierunku NE niż w kierunku SW, co spowodowane jest budową złoża. Zasięg ten po stronie SW wysadu osiąga dwukrotną głębokość spągu komór. Obniżenia terenu zależą od wydobycia, a prędkość ich rośnie w czasie (Fig. 5, 6). W ciągu 25 lat określa je funkcja wykładnicza z parametrem $C:w(t)=w_{0}[exp(C \Delta t)-1]$, gdzie $C$ jest proporcjonalne do odległości reperów od pola górniczego. Objętość niecki aproksymuje także funkcja wykładnicza: $V_{N}(t)$ = 0,085 mln m$^{3} [exp(C \Delta t)-1]$, gdzie $C$ = 0,06 1/rok. Wskaźnikiem oddziaływania wyrobisk na powierzchnię terenu jest stosunek objętości niecki osiadań $V_{N}$ do objętości wyrobisk $V_{K}$, proporcjonalnej do wydobycia. W latach 1986-1993, 1993-2004, 2004-2009 wskaźnik $f(t)$ osiągnął wartości 11‰, 17‰ i 20‰ (Fig. 7). Przyczyną wzrostu prędkości obniżeń terenu jest przede wszystkim rosnąca objętość komór. Przechodzenie strefy ługowania od dołu ku górze powoduje spadek stosowanych ciśnień technologicznych, odpowiedni do zmniejszającej się jej głębokości eksploatacji. Skutkiem tego jest zmniejszenia się podparcia hydraulicznego ścian komór. Z analizy wynika, że w następnych latach można się podziewać dalszego zwiększenia prędkości obniżeń w rejonie nadległym i przyległym do pola górniczego przy utrzymywaniu się prawie stałej prędkości obniżeń w znacznym oddaleniu od wyrobisk.
The importance of salt mines for mining towns
(Wydawnictwa AGH, 2013) Langer, Piotr
Górnictwo solne jest jedną z najstarszych dziedzin przemysłowej działalności człowieka (Hwałek 1971, Kurlansky 2004). Opanowanie górniczych metod eksploatowania złóż soli kamiennej, a następnie ich wielowiekowa ewolucja były w przeszłości istotnym czynnikiem miastotwórczym, przyczyniając się do powstania i rozkwitu wielu europejskich miast solnych, w tym historycznych ośrodków w Polsce - Wieliczki i Bochni (Hanik 1988). Prowadzone przez autora badania polskich i zagranicznych miast solnych wykazały, że przestrzeń miejska i podziemne wyrobiska kopalni mogą na siebie oddziaływać w różnym stopniu, tworząc niejednokrotnie układy silnie powiązane (Tab. 1, 2), zarówno w znaczeniu ekonomicznym, jak i widokowo-kompozycyjnym (Langer 2011). Jednocześnie zjawiska obserwowane w wielu europejskich regionach górnictwa solnego wskazują na spadek znaczenia tego sektora przemysłu (Fig. 1), a ponadto na malejący udział soli kamiennej eksploatowanej metodą suchą w ogólnym bilansie produkcji (Fig. 2). W obliczu tych tendencji nasila się proces likwidacji podziemnych kopalni soli, również wielu obiektów historycznych (Tab. 3, Fig. 3). Likwidacja kopalni soli oraz związane z nią przekształcenia podziemnych i naziemnych obiektów poprzemysłowych mogą mieć istotne znaczenie dla współczesnego rozwoju ośrodków górniczych. Jak wynika z prowadzonych przez autora badań terenowych, przekształcenia nieczynnych kopalni soli mogą przebiegać w różnych kierunkach, powodując zróżnicowane skutki dla przestrzeni miast górniczych (Tab. 4). Najczęściej proces likwidacyjny polega na trwałym i całkowitym wypełnieniu przestrzeni poeksploatacyjnych, obejmuje również rozbiórkę infrastruktury naziemnej lub pozostawienie obiektów pogórniczych bez użytkowania, co wiąże się z nieodwracalną degradacją dziedzictwa kulturowego (Fig. 4). Specyfika kopalni soli skłania także do poprzemysłowego wykorzystania tych obiektów i ich przystosowania do pełnienia nowych funkcji. Dominującym kierunkiem działań w tym zakresie jest budowa podziemnych tras turystycznych i sanatoriów (Chervinskaya 2007, Ponikowska 2009), tworzenie miejsc związanych z kultem religijnym, sztuką, rozrywką, sportem, nauką i edukacją (Czapowski et al. 2004) oraz innymi formami usług ogólnodostępnych (Fig. 5). Równocześnie wyrobiska solne stanowią atrakcyjną przestrzeń dla lokalizacji mniej dostępnych obiektów, takich jak laboratoria badawcze (Markiewicz et al. 2006), a przede wszystkim podziemne składowiska i magazyny (Brańka 2005). Analiza różnych ośrodków górnictwa solnego pozwala stwierdzić, że wszystkie formy poprzemysłowego zagospodarowania wyrobisk solnych mogą być opłacalne ekonomicznie, jednak dla zapewnienia zrównoważonego rozwoju górniczych ośrodków salinarnych istotne jest dążenie do pełnego zachowania istniejących wartości - reprezentowanych zarówno przez podziemne wyrobiska, jak i zróżnicowane elementy infrastruktury powierzchniowej, a także eksponowanie i udostępnienie chronionych wartości dla możliwie dużej grupy użytkowników-odbiorców. Wydaje się, że uwzględnienie powyższych warunków daje realną szansę zachowania, a nawet wzmocnienia atrakcyjności nieczynnych kopalni soli oraz wykorzystania ich w obecnym i przyszłym rozwoju miast solnych jako ośrodków poprzemysłowych.
The comparison of the results of laser scanning and classical surveying methods of measuring the area and volume in the chapel of St. Kinga in the salt mine of Bochnia
(Wydawnictwa AGH, 2013) Maciaszek, Jadwiga ; Madusiok, Dominik; Matwij, Wojciech
Providing a long durability of the historic salt mine of Bochnia demands proper observations, analyses and drawing conclusions based on them and leading to recognising and the assessment of a specific behaviour of the rock mass and the effectiveness of the protection from mining damage. The studies of the rock mass and surface deformation are carried out by the mine based on the results of the observations made with the methods of surveying. These observations include, among others, the measurements of the height of benchmarks stabilized on the surface and rock mass, the measurements of linear convergence (on the established vertical and horizontal bases in selected chambers of the mine) and since 2003 the attempts have been made to apply total stations and laser scanners to document the selected chambers. The article presents test studies on laser scanning carried out in the chapel of St. Kinga in the Bochnia Salt Mine in 2007 and 2013 (Fig. 1). They showed high accuracy of the scanning method both in the positioning of points of the salt excavation, in modelling, as well as calculation of the area of any cross-section (Fig. 2) and the volume of chambers of complicated shapes (Fig. 3). The carried out accuracy studies, analyses and comparisons were used in the calculation of the area convergence for the chapel of St. Kinga in the Bochnia Salt Mine. They make base for the calculation of volume do convergence in the near future.
Assessment of the geological environment in respect of waste disposal in salt mine workings
(Wydawnictwa AGH, 2013) Poborska-Młynarska, Katarzyna
The concept of waste storage in underground salt mines is to use the host rock environment as a geological barrier, preventing the migration of hazardous substances. European and Polish law defines the geological conditions and the safety of underground storage. According to national regulations, the underground storage site location is based on the results of geological research contained in the hydrogeological and geological-engineering documentation. This paper presents the principles for the assessment of the geological environment in a salt mine for the waste storage, in the context of national legislation. It has been shown that for the salt deposits a more detailed range of geological research has to be defined to prepare relevant documentation and to assess the possibility of waste storage in salt mines.