Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky
Způsoby úpravy a využití odpadů vznikajících při těžbě uhlí Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Konrád, Ph.D.
Vypracovala: Lucie Hejtmánková Brno 2009
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma…………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne……………………………………. podpis studenta.……………………….
Poděkování Děkuji tímto vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Zdeňku Konrádovi, Ph.D. za cenné rady, náměty a podnětné připomínky. Dále bych chtěla poděkovat Ing. Vlastimilu Macůrkovi z Výzkumného ústavu pro hnědé uhlí, a s. Most za poskytnutí materiálů pro zpracování bakalářské práce a zaměstnanci Czech Coal Services, a.s., Josefu Hejtmánkovi, za pomoc při pořizování fotografií z dolu Vršany, který je veřejnosti nepřístupný.
ANOTACE Bakalářská práce se zabývá odpady a doprovodnými surovinami, které vznikají při těžbě hnědého uhlí na lokalitách Severočeské hnědouhelné pánve. Hlavním cílem této práce je zhodnocení využívání doprovodných surovin v minulosti, současnosti a především naznačení možného způsobu jejich využití v budoucnosti. V první části práce je popsána současná situace těžby uhlí v České republice a v Evropské unii. Následuje geologická a technologická využitelnost hornin, vznik a lokalizace doprovodných surovin a odpadů. Poslední část práce je věnována členění a podrobnému popisu využití jednotlivých surovinových typů, čištění důlních vod a uhelným kalům. Klíčová slova: hnědé uhlí, těžební společnost, odpad, doprovodná surovina, důlní voda, uhelné kaly
ANNOTATION My bachelor thesis deals with preservation and utilization of associated wastes and raw materials in soft coal mining in the SD company region. Its target is an assessment of a possible use of the waste and raw materials in the history, nowadays and in the future. The first part is focused on the situation of soft coal mining in the Czech Republic and in European Union. It is followed by the geologic and technologic utility of rocks, origin and localization of raw materials types and wastes. The last part describes the usage of individual materials types, cleaning of hutch water and mining sediments. Keywords: soft coal, mining company, waste, raw material, hutch water, mining sediments
Obsah 1.
ÚVOD.................................................................................................................. - 8 -
2.
LITERÁRNÍ PŘEHLED ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY ............................. - 10 2.1 Současnost těžby uhlí: u nás a v Evropské unii ............................................... - 10 2.1.1 Uhlí v České republice.............................................................................. - 10 2.1.1.1 Těžba hnědého uhlí............................................................................ - 11 2.1.2 Uhlí v Evropské unii ................................................................................. - 13 2.2 Stručná historie využívání surovin doprovázejících těžbu uhlí ....................... - 14 2.3. Zhodnocení geologické a technologické využitelnosti hornin z předpolí uhelných lomů ....................................................................................................................... - 15 2.4 Surovinové možnosti uhelných lomů severočeské hnědouhelné pánve .......... - 16 2.4.1 Nadloží uhelné sloje.................................................................................. - 16 2.4.2 Uhelná sloj ................................................................................................ - 17 2.4.3 Podloží uhelné sloje .................................................................................. - 17 2.5. Hodnocení významných akumulací spraší a sprašových hlín v Severočeské hnědouhelné pánvi ................................................................................................. - 17 2.6. Důlní voda....................................................................................................... - 19 2.6.1. Základní charakteristika důlních vod....................................................... - 19 2.6.2. Zdroje znečištění důlních vod.................................................................. - 20 2.6.3. Důlní vody a horní zákon......................................................................... - 21 2.6.4. Důlní vody a vodní zákon........................................................................ - 22 2.7 Uhelné kaly ...................................................................................................... - 23 2.7.1 Geneze uhelných kalů............................................................................... - 23 -
3.
CÍL PRÁCE...................................................................................................... - 24 -
4.
METODIKA PRÁCE ...................................................................................... - 25 -
5.
VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE ................................................................ - 27 5.1. Zhodnocení hospodaření s odpady v oblasti Severočeské hnědouhelné pánve.- 27 5.1.1. Odpadové hospodářství v Czech Coal Services, a.s.(bývalá MUS, a.s.). - 27 5.1.2. Odpadové hospodářství Severočeské doly, a.s. ....................................... - 28 5.2. Využití doprovodných surovin z uhelných lomů Severočeské hnědouhelné pánve ............................................................................................................................... - 29 5.2.1. Nadloží uhelné sloje................................................................................. - 29 5.2.2. Uhelná sloj ............................................................................................... - 31 -
5.2.3. Podloží uhelné sloje ................................................................................. - 32 5.3 Stav využívání klasických doprovodných surovin těžebními organizacemi v Severočeské hnědouhelné pánvi ......................................................................... - 33 5.3.1. Severočeské doly a.s. Chomutov ............................................................. - 33 5.3.2. Doly Nástup Tušimice, a.s....................................................................... - 34 5.3.3. Czech Coal Services, a.s. ( bývalá Mostecká uhelná společnost, a.s.) .... - 35 5.3.3.1. Lom ČSA...................................................................................... - 36 5.3.3.2. Lom Vršany ...................................................................................... - 37 5.3.4. Palivový kombinát Ústí nad Labem, s.p. ................................................. - 38 5.4.
Čistění důlních vod v Severočeské hnědouhelné pánvi............................. - 38 -
5.4.1. Čistírna důlních vod Březno .................................................................... - 39 5.4.2. Úpravna důlních vod Emerán .................................................................. - 40 5.5.
Ukládání uhelných kalů a jejich vliv na životní prostředí ......................... - 40 -
6.
ZÁVĚR ............................................................................................................. - 42 -
7.
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY............................................................ - 44 -
1.
ÚVOD Jako téma své bakalářské práce jsem zvolila: Úprava a využití odpadů
vznikajících při těžbě uhlí. Tato problematika je mi blízká, jelikož pocházím z oblasti Severočeské hnědouhelné pánve. Důsledky důlní činnosti vídám každý den. Proto považuji za důležité se této problematice věnovat. Doprovodné suroviny a odpady vznikající při těžbě uhlí v současné době představují materiály hojně využívané. Mnohé suroviny svou fyzikálně chemickou povahou (sorpce a výměna iontů) mohou být velmi dobře využity jak pro rekultivace území postiženého těžbou, tak i pro jiné oblasti lidské činnosti. Neméně důležitý je také výskyt surovin perspektivních pro technologické využití a pro zlepšení životního prostředí. Než může dojít k samotnému využití surovin, je potřeba prozkoumání příslušného místa těžby a také celkového zhodnocení geologické a technologické využitelnosti hornin v předpolí uhelných lomů. Jak z názvu Severočeské hnědouhelné pánve vyplývá, hlavní surovinou, která se zde dobývá, je hnědé uhlí. Současně těžbu uhlí provází i spektrum doprovodných surovin jako kvarterní štěrky a štěrkopísky, meziložní písky, jíly, jílovce, oxyhumolity (kapucíny) vzniklé zvětráváním uhelné sloje na výchozech, lomový kámen, suroviny pro cihlářský a keramický průmysl, ostřivo, kaolíny a množství dalších užitečných surovin – to vše různé kvality a z toho plynoucí možnosti využití. Oblast Severočeské hnědouhelné pánve je tvořena dvěma základními strukturněgeologickými jednotkami: regionálně metamorfovanými horninami krušnohorského krystalinika tvořící dno pánve a několika cykly sedimentů koliformního pokryvu. Vznik vlastní jezerní uhlotvorné pánve v miocénu je výsledkem mohutné vulkanické činnosti a následného poklesu území mezi dnešními Krušnými horami a nově vytvořeným vulkanickým pásmem Českého středohoří a Doupovského stratovulkánu. Prostor vznikající prohlubně byl postupně zaplňován splachy materiálů z vulkanické činnosti a ukládáním sedimentů ze žatecké pánve a v severní části z bílinské delty. Po změlčení jezera, ke kterému došlo následkem zklidňujících se poklesů pánevního dna, dochází k příznivým poměrům pro vznik bažinatých pralesů, kdy odumírající uhelná hmota dala vzniknout uhelné sloji. Náhlý vzestup vodní hladiny způsobil zastavení tvorby uhelné sloje a celá oblast pánve se nadlouho změnila v mělké jezero zaplňované jílovými sedimenty. S pozvolným poklesem dna pánve se nad slojí vytvořilo až několik set metrů -8-
mocné nadloží. Změlčením a zánikem jezera v mladším miocénu sedimentace v pánvi končí. Při povrchové těžbě uhlí se za doprovodné suroviny považuje průmyslově nebo technicky využitelná část nadloží, kterou je nutné odkrýt, aby se obnažila uhelná sloj, nebo bezprostředního podloží, které se odkryje po vyrubání sloje. Z nesmírného množství nadložních hornin je však použita jen nepatrná část. Valná většina vytěženého materiálu putuje do výsypky. Z minulosti je známé využívání čtvrtohorních spraší a třetihorních nadložních jílů v nesčetných cihelnách, šamotkách a keramičkách s produkcí cihel, tašek, dlaždic a kameninového zboží. Písky a štěrkopísky kromě stavebnictví využíval sklářský průmysl. Jak nadložní jíly, tak i písky však mají značně rozdílné vlastnosti a možnost jejich průmyslového využití je vázána na přísné kvalitní podmínky odběratelů. Navíc potřeby zpracovatelů jsou vysoké a tak valná většina uvedených materiálů, pokud se neuloží na zvláštních deponiích, jsou nenávratně ztraceny.[7] Při hornické činnosti také vzniká jeden z nebezpečných druhů odpadů, kterým je znečištěná důlní voda. Důlní voda je ve smyslu Horního zákona všechna voda, nacházející se v prostoru vlastního lomu – tj. na skrývkových řezech, řezech užitkového nerostu, na dně lomu, na jednotlivých výsypkových stupních či odvalech. Za důlní vodu se považuje voda až do místa výtoku z vodního koryta či potrubí do místního recipientu. Této problematice je zde také věnována malá část. V neposlední řadě bych se také chtěla zmínit o uhelných kalech. O tomto problému píšu z důvodu toho, že uhelné kaly představují stále velkou ekologickou zátěž. Budu se zaměřovat především na genezi uhelných kalů a jejich ukládání do odkalovacích nádrží s následným vlivem na životní prostředí.
-9-
2.
LITERÁRNÍ PŘEHLED ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY
2.1 Současnost těžby uhlí: u nás a v Evropské unii Vzhledem k rostoucí vysoké poptávce po energiích a problémům s dodávkami ropy a zemního plynu, je uhlí v celosvětovém měřítku na začátku nové konjunktury. Ani rozvoj jaderné energetiky a dalších způsobů získávání energie ho v uplynulých desetiletích nevytlačilo z pozice klíčové suroviny pro výrobu elektrické energie. Nutnost nahradit ostatní fosilní paliva a nové technologie zpracování uhlí zvyšují poptávku po uhlí a zlepšují ekonomické výsledky těžebních společností.[8] 2.1.1 Uhlí v České republice Tento globální vývoj se pak odráží i na situaci odvětví v České republice. Klíčový význam uhlí v globální ekonomice je dán především jeho zásobami. Celosvětové zásoby uhlí těžitelné dnešními technologiemi se odhadují na přibližně 1 trilion tun (různé prameny se však v odhadu liší). Z toho přibližně polovina je černé uhlí. Při současné spotřebě energie by tyto zásoby vystačily na 300 let (podle jiných údajů však až na 600 let). Už od předminulého století je těžba, zpracování a využití uhlí v Čechách a na Moravě významným průmyslovým odvětvím. V 90. letech minulého století došlo k útlumu v těžbě všech druhů zdejšího uhlí, nyní se však k tomuto energetickému zdroji opět obrací pozornost. Zásoby uhlí v České republice se odhadují přibližně na 10 mld. tun, z toho asi polovina je ekonomicky těžitelných.[5] Tab. č. 1 Struktura zásob uhlí v České republice černé uhlí:
37 %
hnědé uhlí:
60 %
lignit:
3%
Roční produkce uhlí v České republice je přibližně 60 mil. tun. Asi 70 procent výroby elektrické energie pokrývají elektrárny spalující uhlí. V roce 2006 byla celková domácí spotřeba černého uhlí asi 9 mil. tun. Prakticky všechno koksovatelné uhlí končí v ocelárnách, 2/3 energetického černého uhlí byly využity pro výrobu elektrické energie a tepla a 1/3 v průmyslových podnicích. Téměř
- 10 -
celá domácí spotřeba uhlí a lignitu slouží k výrobě elektřiny a tepla. Výše exportu v roce 2006 činila 6,518 mil. tun a u koksu to bylo 0, 985 mil. tun. Množství exportovaného hnědého uhlí bylo 1,302 mil. tun. V roce 2006 asi 1,238 mil. tun černého uhlí a 1,8 57 mil. tun hnědého uhlí jakož i 0,507 mil. tun koksu bylo importováno do České republiky. Většina černého uhlí byla dovezena z Polska, hnědé uhlí potom z Německa a Rakouska.[3] 2.1.1.1 Těžba hnědého uhlí •
hlavní zdroj energie v České republice
•
celková rozloha uhlonosné sedimentace 1900 km2
•
3 pánve (podkrušnohorská oblast) + Žitavská pánev
Pánve: 1. Chebská – netěží se s ohledem na minerální vody Františkových Lázní 2. Sokolovská – 25 % těžby 3. Severočeská – 3 části (chomutovská, mostecká, teplická), 75 % těžby, povrchový způsob 4. Žitavská – netěží se z ekonomických a technických důvodů Těžební společnosti: •
Severočeské doly a.s., Chomutov
•
Czech Coal Services, a.s. ( bývalá Mostecká uhelná společnost, a.s.)
•
Sokolovská uhelná a.s., Sokolov
•
Důl Kohinoor a.s., Mariánské Radčice - uzavřen [4]
- 11 -
Obr. č. 1 Ložiska hnědého uhlí v České republice Zásoby, objem těžby: •
celkové zásoby v ČR 9 500 mil. tun, z toho 1366 mil. tun vytěžitelných
•
těžba kolem 45 mil. tun ročně
•
svět: největší producenti (2001) – Německo 19,8 %, Rusko 9,7 %, USA 7,3 %, ČR 6 % Na celkové produkci 48,9 miliónů tun hnědého uhlí v České republice za rok
2007 se podílí skupina Czech Coal téměř z jedné třetiny (30,75 %). Prodej mosteckého hnědého uhlí prostřednictvím dceřiné obchodní společnosti Czech Coal a.s. je směrován do tří segmentů trhu - do elektroenergetiky, do segmentu tepláren a závodových elektráren a do segmentu domácností a malých kotelen. Z hlediska sortimentní skladby produkce mosteckého hnědého uhlí dominuje výroba a prodej topných a průmyslových směsí s podílem na celkové produkci téměř 83 %. Prodej tříděných druhů v uplynulém období z důvodu teplotně nadprůměrného zimního období poklesl a činí přibližně 5 % celkových prodejů. Tříděné druhy uhlí jsou prodávány převážně malospotřebitelům. Mezi odběratele tříděného, ale i prachového uhlí patří průmyslové a komunální teplárny. Do energetiky směřují průmyslové a topné směsi.[5]
- 12 -
Obr. č. 2 Těžební lokality v severočeské pánvi
2.1.2 Uhlí v Evropské unii V členských státech EU je uhlí tradičním a jedním z nejhojnějších domácích zdrojů energie. Černé uhlí se ve stále větší míře dováží, a to především z USA, Číny, Austrálie a Jižní Afriky. Vlastní těžba v EU je totiž nerentabilní kvůli vysokým nákladům na mzdy a bezpečnost. Prodeje domácího černého uhlí jsou evropskými vládami převážně dotovány a těžba je postupně utlumována. Svůj podíl na tom má i neprověřená hypotéza, podle které může vypouštění oxidu uhličitého za globální oteplování. Přesto uhlí zůstává významným zdrojem energie. Pochází z něj přes 50 procent elektřiny v Německu, více než 30 procent britské elektřiny, atd. U nových členů je podíl ještě mnohem vyšší. V poslední době se začíná postoj Evropské unie k uhlí měnit - především v souvislosti s potřebou zvýšit energetickou soběstačnost. Řada států Unie má vlastní bohatá ložiska, ale i dovoz ze zahraničí je snazší než u ropy, protože zásoby jsou větší, jsou rozloženy rovnoměrněji a nikoliv jen v krizových oblastech. Navíc uhlí nemá žádné zvláštní bezpečnostní či technologické nároky na transport a skladování. Jedná se tedy o relativně nízkonákladovou surovinu, což se promítá také do příznivé ceny získané energie. I proto dochází v Evropě k pozvolnému přehodnocování strategie. Na místo útlumu přichází podpora vývoje čistých technologií výroby elektrické energie z
- 13 -
uhlí. Evropské těžební společnosti, které přežily nepříznivé minulé období, opět začínají být ziskové. Některé z nich dokonce plánují otevření nových dolů.[6]
2.2 Stručná historie využívání surovin doprovázejících těžbu uhlí Rozvoj těžby uhlí v druhé polovině 19. století znamenal také rozvoj využívání místních surovinových zdrojů. Jednalo se především o suroviny pro výrobu stavebních materiálů. Byly využívány především spraše pro výrobu plných cihel, písky a místy také nadložní jíly. Známa je také výroba kamenců ze zvětralého pyritického uhlí a výroba kyseliny sírové pražením pyritu. Po dlouhém, relativně stabilizovaném, období byl zaznamenán zvýšený zájem o jiné suroviny než jen o uhlí. Dělo se tak koncem 50. let a v 60. letech. V této době byl v rámci průzkumu na hnědé uhlí prováděn také průzkum surovin, které uhlí provázejí. Celá tato akce měla výraznou vládní podporu (státní úkol GO), avšak jediným do výroby dotaženým výsledkem bylo vybudování cihelny Fortuna, která však po ročním provozu v roce 1975 vyhořela a již nebyla obnovena. Z této doby také pochází projekt výstavby závodu na výrobu obkladových pásků v Bylanech. V průběhu 70. let již pouze doběhly některé shrnující práce a průzkum doprovodných surovin byl zastaven. Využívání doprovodných surovin probíhalo pouze na otevřených lokalitách, případně z vytvořených deponií do vyčerpání zásob. Takto byla ukončena těžba žáruvzdorných jílů na lokalitě Kaňkov, břešťanských hubených, břešťanských mastných jílů v Jenišově Újezdě, titanových žlutě se pálících jilů v Ledvicích. Z tohoto období také pocházejí některé výzkumné práce, které se zabývají netradičním využitím doprovodných surovin, jako jsou výroba hliníku z podložních jílů nebo výroba germánia z polétavých popílků. Snaha o maximální těžby hnědého uhlí v 70. a 80. letech tedy znamenala konec využívání ostatních surovinových zdrojů. Koncem 80. let se, vzhledem k útlumu těžeb a vyčerpání některých lokalit, znovu zvednul zájem o doprovodné suroviny, který stále trvá. Cílem tohoto zájmu je dosažení ekonomického zisku a převedení části pracovníků z utlumované těžby na provozy doprovodných surovin. Tzn. nejen do oblasti vlastního zpracování, ale zvláště do oblasti těžby a skládkování (tvorby deponií). Ke skutečně plnému využívání surovinových možností otevřených lomů je ještě dlouhá cesta, na které bude nutno vyřešit mnoho problémů a nejasností, ať již ve vlastní technologii zpracování, úpravy suroviny, tak i v oblasti legislativy.[7]
- 14 -
2.3. Zhodnocení geologické a technologické využitelnosti hornin z předpolí uhelných lomů Lom Most-Kopisty - postup skrývkových řezů byl již v průběhu roku 1995 zastaven, což znamená, že doprovodné suroviny bylo možné získávat pouze z vytvářených deponií nebo výsypky. Dne 24. 10. 2008 bylo slavnostně zahájeno napouštění zbytkové jámy lomu - budoucího jezera Most, jako rozsáhlé hydrické rekultivace zajišťované státním podnikem Palivový kombinát Ústí nad Labem v rámci revitalizace území dotčeného těžební činností, s předpokládaným ukončením napouštění v roce 2011. Lom Chabařovice - situace je obdobná lomu Most-Kopisty, s tím rozdílem, že monotónnost nadložních hornin, prakticky v celém vertikálním profilu nadloží, umožňuje využití neznečištěných částí výsypky bez nutnosti vytvářet separátní deponie. Zde byla již také těžba ukončena a dne 15. 6. 2001 zde bylo zahájeno napouštění zbytkové jámy lomu - budoucího jezera Chabařovice, jako rozsáhlé hydrické rekultivace zajišťované státním podnikem Palivový kombinát Ústí nad Labem v rámci revitalizace území dotčeného těžební činností PKÚ, s. p. Velkolom Československá armáda - rozhodnutí vedení Czech Coal Services, a.s. o zastavení postupu velkolomu na západní hranici ochranného hygienického pásma obce Černice je cca v roce 2015. Tento postup znamená, že by lom mohl zasáhnout do západního okraje ložiska cihlářských jílů Komořany. Lom Bílina - těžba hnědého uhlí na lomu je, podle plánovaného odbytu, předpokládána minimálně do roku 2035. Na základě geologické stavby ložiska lze konstatovat, že všechny ověřené druhy doprovodných surovin budou až do konce plánované životnosti. Oblast dolů Nástup Tušimice - postupy lomu jsou zpracovány do roku 2035 a v celé oblasti lze očekávat doprovodné suroviny v kvalitě obdobné ověřeným typům. Oblast Jan Šverma - Vršany - celá oblast bude po zastavení lomu Jan Šverma dotěžena lomem Hrabák (Vršany). Ukončení těžby je předpokládáno po roce 2035. V severním postupu dochází k postupnému spojování slojí do jediné, čímž dojde k postupnému vymizení meziložních vrstev a tím i surovin na ně vázaných.[12] Tato část byla zaměřena na jílové suroviny, ale pro úplnost byly na některých lokalitách uvedeny také ostatní využívané suroviny jak z nadloží, tak i z podloží uhelné sloje.
- 15 -
Zásoby, které jsou vykazovány u jednotlivých lokalit, představují hrubý odborný odhad potencionálních zdrojů v lomových postupech. Nejedná se v žádném případě o závazná množství jednotlivých surovinových typů (přehled viz tab.č.2). Tato bude možno stanovit pouze na základě podrobného ekonomického zhodnocení. Tab. č. 2 Přehled surovinových typů Surovinový typ cihlářské suroviny
kameninové jíly keramzitové jíly
žáruvzdorné jíly slévárenské jíly
Lokalita Vršany VČSA Bílina Most-Kopisty Chabařovice DNT Vršany Bílina Vršany VČSA Bílina Most-Kopisty Chabařovice DNT Most-Kopisty DNT
Označení suroviny A 10, B 10 MG 9
Poznámka
nutno ostřít, nebo jako jíly přísadové
VATON MG 1, MG 3
základní vlastnost nadložních jílů - nadýmání při rychlém výpalu
TUMERIT
2.4 Surovinové možnosti uhelných lomů severočeské hnědouhelné pánve Nyní je potřeba shrnout známé poznatky o surovinových možnostech otevřených uhelných lomů Severočeské hnědouhelné pánve. Jestliže hnědé uhlí označíme jako hlavní surovinu, pak pojem doprovodná surovina zahrnuje všechny potencionálně využitelné horniny, které jsou dobývány jako balastní hmoty při vlastní těžbě hnědého uhlí. Jedná se nejen o celý komplex nadložních hornin, ale také o horniny tzv. technického podloží. 2.4.1 Nadloží uhelné sloje Kvarterní horniny Kvarterní horniny nejsou klasickými doprovodnými surovinami, neboť jsou přednostně využívány pro rekultivační účely a to jak hlíny tak také spraše a štěrkopísky, do značné míry jsou využívány svahové sutě a vypálené jíly, a to jak pro podsypy a výstavbu zpevněných ploch, tak také pro rekultivace a pro tvorbu podorničních vrstev.
- 16 -
Tercierní horniny Tercierní horniny jsou tvořeny především jíly a jílovci s různým podílem písčité příměsi a písky. Tyto horniny byly jako místní zdroje stavebních materiálů využívány odedávna. Celkový objem těchto hmot, skrývaných při těžbě uhlí je 200 mil. m3, z čehož převážnou část představují jíly a jílovce. Podle dosavadních znalostí byly používány tyto jíly jako suroviny v cihlářské a keramické výrobě a písky byly vyzkoušeny kromě stavebnictví také jako sklářská surovina.
2.4.2 Uhelná sloj Některé partie uhelné sloje jsou svými pozměněnými vlastnostmi vhodné i pro jiné užití. Typickým příkladem je zvětralá uhelná sloj na výchozech, označovaná jako oxyhumolit nebo kapucín. Zvětrávací procesy zde rozrušily makromolekulární strukturu uhlí a tím došlo k uvolnění huminových kyselin, které mají významné vlastnosti, především sorpční a desorpční.
2.4.3 Podloží uhelné sloje Využití surovin z podloží uhelné sloje je možné v těch případech, kdy jsou tyto předmětem těžby. Dále by přicházelo do úvahy tehdy, když zmenší příkryvný poměr na ekonomicky výhodnou mez. To však by ve většině případů znamenalo do značné míry omezit dobývání vlastní hlavní suroviny a tím také ve svých důsledcích i možnou ekonomickou ztrátu. V podloží se jedná především o tzv. hliníkové jíly, titanové jíly, bentonity a kaolin. Tyto suroviny jsou vázány na rozložené horniny krušnohorského krystalinika kaolin a na rozložené horniny severního okraje Českého středohoří a západního okraje Doupovských hor.[12]
2.5. Hodnocení významných akumulací spraší a sprašových hlín v Severočeské hnědouhelné pánvi V této části vymezím a agrochemicky charakterizuji významnější akumulace spraší v Severočeské hnědouhelné pánvi.
- 17 -
Zaměřím se na pedologické hodnocení zbytků dvou nejvýznamnějších sprašových těles - v předpolích lomů Hrabák (Vršany) a bývalého lomu Chabařovice. Třetí nejvýznamnější akumulací je sprašová návěj u Hostomic, která je využívána jako základní surovina pro Hostomickou cihelnu. Spraše jsou, jakožto půdotvorný substrát pro černozemě a hnědozemě, automaticky považovány za zúrodnitelné zeminy a donedávna jim byla v Severočeské hnědouhelné pánvi věnována pouze minimální pozornost. Daleko větší pozornost byla věnována nadložním jílům, které tvoří převážnou část skrývaných hornin.[12] Z pedologického hodnocení vyplývá výrazná podobnost spraší a sprašových hlín. Obě skupiny, spraše i sprašové hlíny můžeme zařadit do skupiny II - vhodné k zemědělské rekultivaci. Pedologické hodnocení spraší a sprašových hlín: •
vyšší zastoupení jílové frakce
•
nižší obsah CaCO3
•
pH - slabě alkalická
•
výměnná sorpční kapacita - střední vyšší
•
sorpční komplex - plně nasycený
•
CaO + MgO - zásoba dobrá
•
P2O5 - zásoba malá až dobrá
•
organický uhlík a humus - obsah velmi nízký
•
obsah veškerého dusíku střední
•
pedologická klasifikace - půda jílovitohlinitá
•
půdní druh - půda střední až těžká
Z hlediska báňských postupů povrchových lomů byly spraše skrývány spolu s ornicí (pokud měly malé mocnosti) nebo samostatně (u velkých mocností) a separátně zakládány. Část takto vytvořených akumulací již byla využita pro rekultivace. V současnosti jsou spraše obou popisovaných akumulací těženy na prvních skrývkových řezech lomů Jan Šverma a Hrabák (viz příloha č.1 a č.2). Pro rekultivace připadá v úvahu využití pouze těch sprašových zemin, které ještě leží v předpolí lomů a jsou
uvnitř
územně-ekologických
limitů,
případně
spraší
deponovaných
na
výsypkách(viz příloha č.3). Představa, že pro rekultivace budou využity spraše malých mocností mimo území vymezená pro těžbu je nereálná, neboť by musela být plošně
- 18 -
devastována a následně rekultivována plocha přibližně stejná jako bude plocha zbytkových jam a vnitřních výsypek[12].
2.6. Důlní voda 2.6.1. Základní charakteristika důlních vod Voda je neodmyslitelnou součástí všeho živého na zemi, ale v dobývání ložisek, zvláště při lomové těžbě je nepřítelem číslo jedna (umožňuje skluzy, sesuvy svahů, výsypek a podobně). Voda se na lomech pohybuje v odvodňovacích rýhách a strouhách po jednotlivých řezech a výsypných stupních se svodem na dno lomu, kde je shromažďována ve velké odvodňovací jímce. Voda s sebou přináší nejrůznější jílovité materiály, drobný písek, škváru, odplavené podsypové materiály, ale také je průchodem pro užitkový nerost – především uhlí, obohacena různými materiály, hlavně sirné sloučeniny železa – pyrit, markazit, ale i siderit ( FeCO3) a další. Z hlediska bezpečnosti důlního provozu je nezbytné čerpat důlní vodu, což je veškerá voda nacházející se v důlním prostoru. Taková voda je silně agresivní, s velice nízkým pH zabarvena do žlutohněda extrémně i rudohněda. Tyto vody se musí neutralizovat chemickou úpravou v úpravně důlních vod, kam přivádíme i relativně čisté vody pro mísení z čerpacích vrtů či čerpacích bariér z předpolí lomů. Tato voda je pak řízeně, na základě vydaných povolení, vypouštěná do vodotečí v takových limitech, aby nedošlo k ohrožení života a funkcí těchto potoků a řek. Z bezpečnostních důvodů není voda čerpána jen z provozovaných dolů, ale taktéž dochází k čerpání již utlumených, uzavřených dolů, a to z důvodu zajištění stabilní úrovně hladiny důlních vod, která neohrozí hornické činnosti v činné části.[11] Důlní vody vznikají většinou jako výsledek různých poměrů míšení přírodních i antropogenních (umělých) zdrojů nebo které jsou součástí těžené suroviny, popř. jsou v podstatě pouze transportním médiem. Jsou tedy převážně vodami směsnými, resp. vodami se změněným chemismem, ať již v důsledku vyvolaného proudění, vlivem snížení původního tlaku, odplynění, vlivem zdržení ve starých důlních dílech apod. To, že důlní vody jsou v podstatě podzemními a povrchovými vodami, jejichž vznik způsobila lidská činnost a dále skutečnost, že jsou svým vznikem vázány na jinak hospodářsky využívané objekty (důlní díla pro průzkum, otvírku nebo těžbu nerostných surovin), se velmi výrazně odráží v právní úpravě jejich posuzování a nakládání s nimi. Tato skutečnost se dotýká jak horního, tak i vodního zákona - včetně z nich vyplývající
- 19 -
další legislativy. V současné době však v některých případech absentuje jejich větší vzájemná provázanost.[9] 2.6.2. Zdroje znečištění důlních vod Zdrojem znečištění důlních vod je především jejich průtok horninovým prostředím. Důsledkem je znečištění především rozpuštěnými anorganickými solemi a to především sírany, dále se jedná o kovové příměsi v podobě manganu a železa. Samostatnou kapitolou jsou nerozpustné látky. Železo Nejčastější železnou rudou je pyrit FeS2, po něm následují krevel Fe2O3, magnetovec Fe3O4 a jiné. Pouhým vyluhováním uvedených látek se vody obohacují železem jen málo. Rozpouštění pomáhá přítomnost oxidu uhličitého, humusových kyselin a kyseliny sírové, která vzniká oxidací sulfidických rud. V mechanismu oxidace pyritu a jiných rud se uplatňují jak chemické, tak i biologické procesy. Biochemická oxidace probíhá působením chemoautotrofních mikrobů rodu Thiobacillus nebo Ferobacillus. Umělým zdrojem železa v důlních vodách mohou být i některé průmyslové odpadní vody a také korozní procesy v odpadním potrubí. Formy výskytu Fe v důlní vodě závisejí na pH, redoxním potenciálu a přítomných komplexotvorných látkách anorganického
a
organického
původu.
V bezkyslíkatém
redukčním
prostředí
2+
podzemních vod se železo vyskytuje v podobě rozpustných solí Fe , případně Fe3+, které se vyskytují v důlních vodách obsahujících rozpuštěný kyslík. Rozpustnost železa v aerobních podmínkách je dána rozpustností hydratovaného oxidu železitého. Jak už vyplývá z předcházejících vět, železo se vyskytuje v důlních vodách jak v rozpuštěné formě, tak ve formě nerozpuštěné. Obsah železa v důlních vodách je hygienicky nevýznamný. Ovlivňuje však senzorické vlastnosti vody a to barvu, chuť a zákal.[11] Mangan Mangan je v zemské kůře dosti rovnoměrně rozšířen. Doprovází obvykle železné rudy. Hmotnostní poměr mezi Fe a Mn v litosféře je asi 50:1. Mangan přechází do důlních vod zejména vyluhováním z půd, sedimentů a některých odumřelých částí rostlin. Formy výskytu manganu ve vodách jsou v různých oxidačních stupních v rozpuštěné a nerozpuštěné formě. V technologii vody mají největší význam
- 20 -
sloučeniny v oxidačním stupni II, III a IV. Vztahy mezi jednotlivými formami výskytu jsou složité a dosud nebyly zcela objasněny. Ke znečištění důlních vod sírany dochází stejně jako u ostatních chemických příměsí vymýváním z horninového prostředí. Koncentrace síranů v důlních vodách obsahuje hodnot až v úrovni 4 g/l. Nerozpustné látky se vyskytují v důlních vodách v důsledku splachu z ploch zcela zbavených travního pokryvu. Jelikož se tyto plochy nacházejí na převážné části plochy lomu, je jejich produkce mimořádná. Tyto kaly se usazují již cestou k místům čerpání v odvodňovacích příkopech a čerpacích jímkách. Jedná se o velmi malé jílovité částice o zrnitosti do 0,063 mm. Sedimentační rychlosti těchto částic jsou velmi malé, tudíž dochází k jejich transportu až na samotnou úpravnu důlních vod. V rámci úpravny důlních vod se z části usazují ve vyrovnávacích nádržích a po přidání fakulantu se usazují v sedimentačních nádržích, odkud jsou v určitých intervalech přečerpávány do kalových polí.[11]
2.6.3. Důlní vody a horní zákon Základní legislativní normou vymezujícím pojem „důlní vody“, která je v současné době platnou, je horní zákon z roku 1988, který v § 40 vymezuje důlní vody následujícím způsobem: „(1) Důlními vodami jsou všechny podzemní, povrchové a srážkové vody, které vnikly do hlubinných nebo povrchových důlních prostorů bez ohledu na to, zda se tak stalo průsakem nebo gravitací z nadloží, podloží nebo boku nebo prostým vtékáním srážkové vody, a to až do jejich spojení s jinými stálými povrchovými nebo podzemními vodami. (2) Organizace je při hornické činnosti oprávněna: a) bezúplatně užívat důlní vody pro vlastní potřebu, b) bezúplatně užívat na základě povolení vodohospodářského orgánu důlní vodu jako náhradní zdroj pro potřebu těch, kteří byli poškozeni ztrátu vody vyvolanou činností organizace, c) vypouštět důlní vodu, kterou nepotřebuje pro vlastní činnost, do povrchových, popřípadě do podzemních vod a odvádět ji, pokud je to třeba, i přes cizí
- 21 -
pozemky způsobem a za podmínek stanovených vodohospodářským orgánem a orgánem ochrany veřejného zdraví. (3) Při použití důlních vod podle odstavce 2 písm.a) a b) je organizace povinna pečovat o důlní vody a hospodárně je využívat. Použití důlních vod k jiným účelům upravují zvláštní předpisy. (4) K vypouštění jiných vod do důlních vod je třeba povolení vodohospodářského orgánu vydaného po dohodě s obvodním báňským úřadem.“. Žádné ustanovení horního zákona se přímo nedotýká problému volného vytékání (nikoli řízeného vypouštění, popř. čerpání) důlních vod ze starých důlních děl po zániku těžební organizace, jakož i jeho právního nástupce.
2.6.4. Důlní vody a vodní zákon V ZP č. 94 z roku 1994 ve Sdělení odboru ochrany vod MŽP ČR k vypouštění důlních vod, uveřejněného ve Věstníku MŽP č. 2/1994, se uvádí, že nakládání s vodami podléhá povolovací pravomoci vodohospodářského orgánů (dle zákona č. 254/2001 Sb. tedy vodoprávnímu úřadu). Také k vypouštění zvláštních vod do vod povrchových nebo podzemních je nezbytné povolení vodohospodářského orgánu (§ 8 odst. 1 písm.d. vodního zákona). Z působnosti tohoto ustanovení jsou však vyňaty vody důlní, kde vodní zákon výslovně odkazuje na zvláštní předpisy, v tomto případě na horní zákon. Tento zákon oddělil samotné vypouštění důlních vod od ustanovení způsobu a podmínek tohoto vypouštění, které náleží do pravomoci orgánu státní správy. Současně horní zákon určil, že věcně příslušným orgánem státní správy je vodohospodářský orgán (dříve okresní úřad). Vodohospodářský orgán proto rozhoduje o způsobu a podmínkách vypouštění důlních vod, nikoliv však podle vodního zákona, ale na základě zákona horního, a to formou rozhodnutí ve smyslu § 46 a násl. správního řádu. Horní zákon blíže nevymezuje „způsob a podmínky vypouštění důlních vod“. Proto zde příslušný vodoprávní úřad má plnou volnost ve výběru prostředků, jimiž způsob a podmínky vypouštění vymezí. Platí tu tedy obecná hlediska o volné úvaze správního orgánu, která však nikdy neznamenají jeho libovůli, nýbrž povinnost vycházet při
- 22 -
rozhodování ze zásad příslušné právní úpravy, v tomto případě provedené především horním a vodním zákonem. [13]
2.7 Uhelné kaly 2.7.1 Geneze uhelných kalů Uhelné kaly vznikají jako vedlejší produkt úpravy uhlí flotací. Jedná se o směs velice jemných částic uhlí a hornin do velikosti 1 mm, kde obsah popela je do 45 % a obsah síry do 1%. Jejich výhřevnost je 15MJ/kg. Největší nárůst produkce kalů přišel s nástupem důlních kombajnů na přelomu 50. a 60. let minulého století. Dramatický pokles přišel v 90. letech s útlumem těžby a s novými technologiemi zpracování kalů.[21]
- 23 -
3.
CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je charakteristika složení a vlastností odpadů vznikajících
při těžbě hnědého uhlí v Severočeské hnědouhelné pánvi. Nalezneme zde základní popis doprovodných surovin, které se zde vyskytují, ale také celkové zhodnocení geologické a technologické využitelnosti hornin. Důležitá je analýza současného stavu řešené problematiky a přehled využívání tohoto druhu surovin jednotlivými uhelnými těžebními organizacemi, zejména ve stavebnictví, keramickém a sklářském průmyslu. Jedná se o široké spektrum doprovodných surovin jako kvarterní štěrky a štěrkopísky, meziložní písky, jíly, jílovce, oxyhumolity (kapucíny) vzniklé zvětráváním uhelné sloje na výchozech, lomový kámen, suroviny pro cihlářský a keramický průmysl, ostřivo, kaolíny a množství dalších užitečných surovin. V další části je potřeba shrnout také hospodaření s odpady v této oblasti, a to zejména hospodaření hlavních těžebních organizací: Czech Coal Services, a.s. a Severočeské doly, a.s. Bakalářská práce se také zabývá čištěním důlních vod v této oblasti a uhelnými kaly. Z hlediska bezpečnosti důlního provozu je nezbytné čerpat důlní vodu, což je veškerá voda nacházející se v důlním prostoru. Taková voda je silně agresivní, má velice nízké pH a je zabarvena do žlutohněda, v extrémních případech i do rudohněda. Tyto vody se tak musí neutralizovat chemickou úpravou v úpravnách důlních vod, kam přivádíme i relativně čisté vody pro mísení z čerpacích vrtů či čerpacích bariér z předpolí lomů. Tato voda musí být poté řízeně, na základě vydaných povolení, vypouštěná do vodních recipientů v takových limitech, aby nedošlo k ohrožení fauny, flóry a funkcí těchto potoků a řek. V zájmové oblasti Severočeské hnědouhelné pánve se vyskytují dvě čistírny důlních vod: Čistírna důlních vod Březno a Úpravna důlních vod Emerán.
- 24 -
4.
METODIKA PRÁCE Materiály, jež jsem v převážné většině využila v bakalářské práci, jsem získala ve
Výzkumném ústavu pro hnědé uhlí, a.s. Most. VÚHU a.s. se zaměřuje především na báňské technologie lomového a hlubinného dobývání nerostů včetně jejich úpravy a užití a rovněž prognózu vývoje těžby hnědého uhlí jako součást výhledových palivoenergetických koncepcí. Předmětem jejich zájmu je též hydrogeologie, geotechnika, geomechanika a geofyzika pro hornictví i zakládání liniových a soustředěných staveb, výzkum a vývoj v oblasti paliv, ekonomické oceňování báňských podniků a ložisek nerostů, ochrana a monitorování životního prostředí. V neposlední řadě poskytují konzultační a projekční činnost v oblasti rekultivace, revitalizace a resocializace území uvolněných z důlní činnosti. Také se zabývají konzultační a posudkovou činností v oblasti likvidace odpadů a při výstavbě skládek popelů a ostatních odpadů včetně testování minerálního těsnění. V této společnosti jsem vykonávala povinnou bakalářskou praxi. Během dvoutýdenního stáže jsem zde získala cenné informace, rady a náměty, které jsem následně mohla využít v mé práci. Díky rozhovorům s vedoucími laboratoří jsem mohla získat ucelený přehled o problematice doprovodných surovina a odpadů vznikajících při těžbě hnědého uhlí. Po celou dobu praxe jsem působila v Laboratoři paliv, odpadů a vod. Setkala jsem se s materiály a vzorky, o kterých píšu v mé práci. Udělala jsem si tak ucelený přehled o odpadech, doprovodných surovinách a důlních vodách, jež při těžbě hnědého uhlí vznikají. Pro samotný vývoj zpracování a využití doprovodných surovin bylo potřeba vypracovat komplexní hornicko-geologický průzkum, o němž se v práci také zmiňuji. Hlavní úkol tohoto projektu byl rozdělen do tří dílčích úkolů. Prvním z nich bylo zhodnocení geologické a technologické využitelnosti nadložních hornin v předpolí uhelných lomů. Zpracovatelé této části byli: Výzkumný ústav pro hnědé uhlí, a.s Most, ÚNS Kutná Hora, Geologické služby Chomutov, GMS Chomutov, Přírodovědecká fakulta UK Praha. Druhým dílčím úkolem bylo zhodnocení výskytu surovin perspektivních pro technologické využití a pro zlepšení životního prostředí. Zpracovatelem tohoto úkolu byly Geologické služby Chomutov. Posledním úkolem tohoto projektu byl popis suroviny, využitelné v ekologických programech, cyprisové jílovce sokolovské pánve. Zpracovatelem této části byl: Geologický ústav AVČR Praha. První dílčí úkol obsahuje tři odlišné zprávy. První zpráva se zabývá geologickým a technologickým hodnocením doprovodných surovin v nadloží těžené
- 25 -
uhelné sloje. Druhá zpráva popisuje práci zabývající se sorpcí a desorpcí těžkých kovů na nadložní jíly ukládané do výsypek. Třetí část obsahuje popis a pedologické hodnocení významných akumulací spraší a sprašových hlín. Druhá dílčí zpráva má za úkol mapoval výskyt bentonitů a oxyhumolitů v Severočeské hnědouhelné pánvi a jejím okolí. Tyto suroviny svou fyzikálně chemickou povahou (sorpce a výměna iontů) mohou být velmi dobře využity jak pro rekultivace území postiženého těžbou, tak i pro jiné oblasti lidské činnosti. Třetí dílčí úkol se zabýval magnetickými vlastnostmi jílů a jílovců se zvýšeným podílem mikroorganické hmoty v sokolovské pánvi.[12] V literárním přehledu práce jsem použila materiálů z VÚHU, a.s. Most a Městské knihovny v Mostě. Ke zhodnocení hospodaření s odpady v oblasti Severočeské hnědouhelné pánve jednotlivými těžebními organizacemi jsem použila internetových zdrojů. Na základě porovnání jednotlivých výročních zpráv jsem sestavila podrobnou tabulku o emisích a odpadech produkovaných při těžbě a zpracování uhlí v Czech Coal Services, a.s. V bakalářské práci jsem citovala z horního zákona č. 44/1988 Sb. v platném znění a ze zákona o vodách č. 254/2001 Sb. v platném znění.
- 26 -
5.
VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE
5.1. Zhodnocení hospodaření hnědouhelné pánve
s odpady
v oblasti
Severočeské
5.1.1. Odpadové hospodářství v Czech Coal Services, a.s.(bývalá MUS, a.s.) Trendem několika posledních let je stálé snižování produkce odpadů. Během roku 2006 došlo v MUS k mírnému poklesu celkové roční produkce odpadů. Celková produkce odpadů byla 11 083,7 tun, z toho 944 tun bylo v kategorii nebezpečných odpadů. Pokračoval standardní provoz zařízení MUS sloužících k využívání a odstraňování odpadů. Na povrchu terénu bylo využito 360 tun odpadu vlastní produkce, jedná se o kaly z úpravny důlních vod. Na skládce provozované MUS bylo za rok uloženo 16,2 tun odpadu. Většina odpadů byla předána externím odběratelům. V roce 2007 pokračoval v MUS trend snižování celkové roční produkce odpadů. Celková produkce odpadů byla 8 598,71 t, z toho 826,34 t bylo v kategorii nebezpečných odpadů. V souladu se zákonem o odpadech je přijímán odpad k využití ve vytěžených prostorách a na povrchu terénu. Oproti roku 2006 bylo přijato o 111 813,25 t odpadu více. V minimální výši byla využívána skládka ostatních odpadů provozovaná MUS, kde byly uloženy pouze 3 t odpadů z vlastní produkce. Odpady evidované jako vlastní produkce vznikají při činnostech souvisejících s těžbou a úpravou hnědého uhlí. Převažují odpady zařazené v kategorii „O“ – ostatní. Nebezpečný odpad tvořil 9,61 % z celkové roční produkce odpadů. Přednostně je odpad předáván k využití. Odpad, který nelze využít, je předáván organizaci, která odpad odstraňuje. K využití bylo v roce 2007 předáno 7 086,07 t, což je 82,4 % z celkové produkce odpadů. Zbylých 17,6 % odpadů bylo předáno k odstranění.[15] Tab. č. 1 Emise a odpady produkované při těžbě a zpracovávání uhlí v MUS (1994 – 2000) roky
prodej uhlí (mil. t/rok) množství odpadů (tis. t/rok)) mn. emisí znečišt. látek (t/rok) poplatky za emise(tis. Kč/rok)
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
22,7 712,8 379,8 624,2
21,8 626,7 195,4 719,2
22,3 149,6 123,1 375,2
22,5 72,6 51,1 377,8
18,7 54,0 22,5 172,8
13,2 37,4 9,7 114,5
17,4 48,9 11,0 50,9
- 27 -
Tab. č. 4 Emise a odpady produkované při těžbě a zpracovávání uhlí v MUS (2001 – 2007) roky prodej uhlí (mil.t/rok) množství odpadů (tis. t/rok)) mn. emisí znečišť. látek (t/rok) poplatky za emise (tis. Kč/rok)
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 17,1 16,6 17,0 16,2 16,1 15,7 15,0 49,6 21,2 28,1 26,6 12,8 11,1 8,6 9,5 7,8 9,9 14,3 19,1 36,9 39,1 42,3 34,0 32,6 39,8 51,5 83,1 153,9
Obr. č. 3 Graf emisí a odpadů produkovaných při těžbě a zpracování uhlí v MUS (1994-2007) 5.1.2. Odpadové hospodářství Severočeské doly, a.s. Cílem odpadového hospodářství je omezování vzniku odpadů. Nakládání s odpady se ve skupině Severočeské doly řídí platnou legislativou. Odpad je tříděn, využíván, recyklován, spalován; nevyužitelný je pak skládkován. Stanovené cíle pro odpadové hospodářství byly zpracovány v souladu s plánem odpadového hospodářství kraje do dokumentu Plán odpadového hospodářství původce. Nejvýznamnější akcí roku 2006 z hlediska produkce odpadů byla úprava a čištění akumulační nádrže u čistírny důlních vod Doly Nástup Tušimice, kde bylo vytěženo a následně využito celkem 48 tis. tun sedimentů. Stavební odpady jsou při hornické činnosti využívány např. jako výplně drenážních systémů, starých jímek bývalých čerpacích stanic, pro zpevňování
- 28 -
provozních účelových komunikací, pro zdrsňování podložky výsypky nebo pro výstavbu stabilizačních žeber. Severočeské doly a.s. se připojily k systémům nakládání s komunálními odpady okolních obcí. V oblasti nakládání s nebezpečnými odpady se jedná především o likvidaci kalů z lapáků nečistot, kontaminovaných zemin, odpadních mazacích tuků, olejových filtrů, znečištěných obalů, sorbentů a čistící vlny.[16]
5.2. Využití doprovodných surovin z uhelných lomů Severočeské hnědouhelné pánve 5.2.1. Nadloží uhelné sloje Kvartérní horniny Spraše Nejvýznamnější akumulací spraší v současné době představuje vrch Bojiště v ústecko-teplické části pánve, kde mocnost spraší dosahuje až 30 m. V ostatních částech pánve se jedná v současnosti spíše již jen o zaváté deprese než klasické návěje. Klasickým uživatelem spraší a sprašových hlín byly místní cihelny. Do budoucnosti lze předpokládat, že převážná část spraší z lomových provozů bude využívána přednostně pro rekultivační účely. Štěrkopísky Velké akumulace štěrkopísků, s výjimkou oháreckých teras, se v pánvi nevyskytují. Ohárecké terasy jsou ale mimo veškeré i vzdáleně předpokládané báňské postupy. Místní výskyty jsou většinou skryty současně s ornicí a podorničními vrstvami a využity, jak bylo výše uvedeno pro rekultivace. Svahové sutě Jsou rozšířeny především podél úpatí Krušných hor, kde tvoří akumulace až 20 m mocné. Jejich využití je především pro výstavbu dočasných komunikací v lomech a zpevněných ploch, jako jsou montážní místa a podobně. Vzhledem k vysokému podílu hlinité složky a jejich drenážnímu účinkuje možno sutě velmi dobře využít pro rekultivační práce na podorniční vrstvy.
- 29 -
Vypálené jíly Na jižních výchozech uhelné sloje prakticky v celé pánevní oblasti se nacházejí místa, kde došlo k vyhoření uhelné sloje a tím ke kaustické metamorfóze nadložních hornin. Takto vzniklé porcelanity jsou vzhledem ke svým specifickým vlastnostem vyhledávaným materiálem pro výstavbu dočasných komunikací a zpevněných ploch v lomech a pro výstavbu drenážních systémů v lomech. Největší lokality jsou však již prakticky odtěženy a porcelanit je nahrazován jinými materiály, především drceným kamenivem. Jezerní sedimenty Jezerní sedimenty tzv. Komořanského jezera, které jsou tvořeny slatinnou rašelinou a diatomitem. Rašelina je vhodná pro zemědělské využití jako jsou komposty (byla odebírána podnikem Rašelina Soběslav) a lze ji použít pro rekultivační práce; diatomity byly zkoušeny pro keramické použití v Calofrigu Borovany, avšak kvalita je velmi nízká.[7] Tercierní horniny Jíly a jílovce Jíly a jílovce pro cihlářskou výrobu jsou rozšířeny v celé pánvi. Jedná se o plastické jíly, které bylo vždy nutno ostřit. Jejich rozložení ve vertikálním profilu není vyhraněné. Nacházíme je jak v těsném nadloží sloje, tak také v nejsvrchnějších vrstvách nadloží. Klasickou lokalitou jsou tzv. "komořanské jíly" ve východním předpolí lomu ČSA. Vhodnost těchto jílů pro výrobu jak zdících, tak konstrukčních stavebních prvků byla provozně ověřena na závodě Fortuna. Část nadložních jílů se uplatňuje v cihelnách Hostomice a Obrnice. Jíly a jílovce pro keramickou výrobu mají v pánvi podstatně menší rozšíření. V centrální části pánve jsou vázány na hranici mezi jezerním a jezerně deltovitým vývojem, a v oblasti rozštěpené sloje jsou známy z meziložních vrstev. Jeví se zcela reálný předpoklad, že se i tyto jíly budou vyskytovat i v sedimentech jezerně deltovitého vývoje v centrální části pánve. Z hlediska jejich použití se jedná o kameninové a pórovinové jíly. Nejznámější z těchto jílů jsou "břešťanské jíly", které byly ještě nedávno používány na výrobu kameninových trub v závodě Kamenina Háj. V oblasti rozštěpené sloje byla v okolí Bylan plánována výstavba závodu na výrobu obkladových pásků.
- 30 -
Další oblastí použití nadložních jílů je výroba keramzitu. V tomto případě je využívána nejhorší vlastnost miocénních jílů - sklon k expandaci. Pro tento druh výroby se ukázaly nejvhodnějšími jíly ze svrchní části nadložního komplexu a to prakticky v celé ploše pánve. Význačnou vlastností jílů a jílovců je jejich nepropustnost, kterou lze využít při výstavbě složišť a skládek. Vysoké vaznosti a pevnosti za syrova se využívá ve slévárenství pro výrobu forem. Pro tyto účely vyráběly Severočeské keramické závody upravený jíl z oblasti dolů Nástup Tušimice pod značkou TUMERIT. I po přechodu na nové tvarovací hmoty lze předpokládat, že tento výrobek pro některé své výhodné vlastnosti a cenu bude i nadále žádaným (vykazuje vlastnosti obdobné bentonitu, při vyšší pevnosti a možnost částečné recyklace použitých forem). Písky Písky jsou vázány na oblast deltovitého vývoje pánevní sedimentace a jako stavební materiál byly místně využívány především v oblasti rozštěpené sloje, kde písky vycházejí na povrch. Takových drobných pískoven bylo v oblasti mezi Mostem, Chomutovem a Žatcem mnoho. Vzhledem k tomu, že se jedná převážně o jemnozrnné písky, byly tyto využívány především pro maltářské účely a sypaná zemní tělesa. Tato jemnozrnnost vylučuje samostatné použití do betonu. Značnou část písků bude možno použít v cihlářské a keramické výrobě jako ostřící složky (až 40 % směsí), dále je možno také písky využít ve sklářském průmyslu pro výrobu barevného obalového skla (po minimální nutné úpravě). [7] 5.2.2. Uhelná sloj Huminové kyseliny nebo jejich soli (humáty - především Na, K, Ca nebo NH4) se uplatnily v mnoha oborech lidské činnosti (od stavebnictví až po humánní medicínu). Další možností využití uhlí je výroba některých kovů - speciálně stopových prvků (v 60. letech byla odzkoušena výroba vysoce čistého germánia z polétavých popílků). Nové možnosti v tomto okruhu využití jistě přinese zpracování odpadů po chemickém zpracování uhlí.
- 31 -
5.2.3. Podloží uhelné sloje Hliníkové jíly Takto byly označovány jíly s vysokým obsahem Al2O3 vhodné pro výrobu hliníku (požadavky na kvalitu - min 36% Al2O3 ve vyžíhaném stavu, modul Al2O3 : SiO2 minimálně 0.75, max. obsah Fe2O3 15% ve vyžíhaném stavu). Tyto jíly jsou většinou přeplavené zvětraliny neovulkanitů, převážně fonolitů, a v jejich blízkosti je také nacházíme (oblast jižního výchozu uhelné sloje mezi Mostem a Ústím nad Labem). Největší a nejvýznamnější ložisko bylo zjištěno severovýchodně od Mostu na lomu Ležáky, respektive při jižním výchozu uhelné sloje. Výpočet zásob potvrdil celkové množství hliníkových jílů v objemu cca 80 mil t. Dále na východ se hliníkové jíly v podloží uhelné sloje vyskytují většinou v málo mocných polohách, které nebyly dále průzkumem ověřovány. Titanové jíly Jsou vázány na kaolinické zvětraliny čedičových hornin (požadavky na kvalitu min. 6% TiO2 v původním stavu, max. 3% Fe2O3 v původním stavu, modul TiO2 : Fe2O3 min. 2.0). Tyto jíly byly průzkumem ověřeny na lokalitách Vtelno, Modlany a na lomu Fučík Želénky. Na posledně uvedené lokalitě byly tyto jíly odtěženy na deponii a využívány v keramickém průmyslu pro svoji žlutou barvu střepu (tato surovina byla vyvážena do SRN). Zjištěné polohy titanových jílů jsou většinou malých mocností se značnými výkyvy v obsahu TiO2. Žáruvzdorné jíly Oba výše uvedené typy jsou rovněž žáruvzdorné, i když jejich kvalitu snižuje vysoký obsah železa (který ostatně snižuje i kvalitu a možnost zpracování hliníkových i titanových jílů). Pokud není požadavek na bílou barvu střepu jsou tyto jíly kvalitní surovinou (žáruvzdornost až 1800 °C). Samostatně otevřená lokalita Kaňkov byla SKZ vytěžena a surovina prodána do Rumunska. Bentonity Tyto zvětraliny neovulkanitů tvoří hlubší podloží uhelné sloje. V současné době těžená ložiska bentonitů jsou otevřena za výchozem uhelné sloje. Pod uhelnou slojí bylo
- 32 -
v 60. letech ověřeno velké ložisko bentonitu (slévárenský i zemědělský) v prostoru lomu Kateřina u Modlan (lom byl po ukončení těžby přeměněn na skládku komunálního odpadu města Teplice). Kaolin V současné době je využíváno ložisko Kadaň - sever, které bylo zastiženo postupem spodních uhelných řezů lomu Merkur. Zde se jedná o kaolinizované krystalinikum Krušných hor. V dalším možném kontaktu s dobýváním uhlí jsou ložiska Černovice a Černý vrch u Chomutova - zvětralé krystalinikum, a Vysoké Třebušice zvětralý permokarbon.[7]
5.3 Stav využívání klasických doprovodných surovin těžebními organizacemi v Severočeské hnědouhelné pánvi 5.3.1. Severočeské doly a.s. Chomutov Oblast dolů Bílina Oblast dolů Bílina (dobývací prostory Bílina a Želénky) náleží k tradičním oblastem zpracování nadložních a podložních hornin doprovázejících uhelnou sloj na keramické a cihlářské zboží. Nejznámější jílovou surovinou oblasti byly a jsou "břešťanské (břežánecké) jíly" typů BM (mastný) a BH (hubený), které byly těženy a zpracovávány cca od roku 1880 - 1890. Jíly z těsného nadloží uhelné sloje byly používány jako vazné jíly v hostomické cihelně. Dále byly používány podložní jíly se zvýšeným odbsahem TiO2 pro svou žlutou barvu po výpalu. Výrobky z těchto jílů jsou použity na obklady domů a jejich střechy v Teplicích, Duchcově i Bílině. Nově provedený geologický průzkum na lomu Bílina rozdělil nadložní komplex podle vhodnosti pro keramické zpracování do několika horizontů (surovinových typů): MG 1 Tato surovina odpovídá již zmiňovaným břežáneckým jílům a je ji možno použít do
nemrazuvzdorných
cihel
–
nutno
ostřit
do
keramických
hrubozrnných
i jemnozrnných hmotně pálených rychlovýpalem (donedávna byla využívána v závodě Kamenina Háj na výrobu kameninových trub). MG 3
- 33 -
Surovina
pro
výrobu
cihlářského
zboží
s
pórovinovýma
hutným
střepem,mrazuvzdorným - nutno ostřit, keramická surovina - nejplastičtější složka (kamenina, užitková a stavební keramika). MG 4 Cihlářská surovina jako MG 3, keramická surovina - jako korekční složka do 10% ve směsi (kamenina, užitková keramika), tento jíl byl s úspěchem využit při těsnění skládky tuhého komunálního odpadu města Mostu v objemu 30000 m3. MG 9 Surovina do nemrazuvzdorných cihel po naostření a přídavku plastičtějšího jílu pro keramické hmoty platí obdobně jako MG 4., v současnosti jej odebírá cihelna Hostomice jako přísadový vazný jíl do spraší v množství cca 10000 m3 za rok.[7] Písky Jsou využívány především jako maltářské písky a jejich odběr v současnosti činí cca 200 000 m3 ročně. Nejvýraznějších úspěchů však na dolech Bílina dosáhli ve zpracování oxyhumolitů. Jejich zásaditým loužením jsou získávány, jako základní produkt, humáty, které mohou být ještě dále podle přání zákazníka upravovány. Celá technologie výroby je po provedené modernizaci pojata jako bezodpadová a plně vyhovuje platné legislativě. Odpad z hlavní výroby, který obsahuje ještě část humátů, je přidáván do kompostů. Využití humátů je v mnoha oborech lidské činnosti, ale základní použití je jako průmyslové ztekucovadlo a barvivo.
5.3.2. Doly Nástup Tušimice, a.s. Na dolech Nástup v Tušimicích byly doprovodné suroviny využívány, sice v omezeném množství, jíž od 60. let. Byl to především slévárenský vazný jíl, prodávaný Severočeskými keramickými závody Most pod obchodní značkou TUMERIT (TUšimice, MERkur). Vedle tohoto typu jílu byly částečně ověřeny kaoliny v podloží na lomu Merkur, písky a cihlářské jíly. Průzkum na začátku 90. let potvrdil zásoby slévárenských jílů, kaolinů, ověřil vhodnost jílů pro těsnění (skládky), ale také potvrdil omezené možnosti použití jílů v keramické a cihlářské výrobě. V současnosti je využití doprovodných surovin následující: Kaolin - 34 -
Tvoří výraznou elevaci v podloží na lomu Merkur, která omezuje vlastní postup lomu a musí být odtěžena. Tento kaolin je vhodný pro papírenské použití (výplav 20%, bělost 77-82, nízkoabrazivní). Je odebírán organizací Keramost,a.s. Most (bývalé Keramické závody) a kaolinkou Kadaň v množství cca 50000 t ročně, s předpokladem nárůstu ročního odběru až na 150000 t. Vzhledem k postupu vnitřní výsypky je životnost ložiska omezena do roku 2000. TUMERIT Keramost odebírá ročně cca 2000 - 4000 t. Je vytvořena deponie o objemu cca 400000 t. Písky Jsou zastiženy v meziloží na lomu Libouš. Pro obsah především organické hmoty jsou využívány v omezeném množství do stavebních zásypů a k překrývání minerálních vrstev na skládkách. V ročních postupech je až 150000 t písků. Těsnící jíly Je ověřeno množství přibližně 1 mil m3. Prakticky byly použity pro výstavbu kazet na uložení odpadu z chladírenských věží v objemu 5000 a 50000 t.[7]
5.3.3. Czech Coal Services, a.s. ( bývalá Mostecká uhelná společnost, a.s.) Doprovodné suroviny jsou využívány prakticky ze všech provozovaných lokalit. Na lomu Hrabák to jsou oxyhumolity, pórovinové jíly ze třetího meziloží, těsnící jíly a písky. Na lomu Jan Šverma písky a z nadložních hornin lomu ČSA to jsou cihlářské jíly (dosud tvorba deponie pro připravovaný cihlářský závod Fortuna). Na lomu Most to byly kameninové jíly, cihlářské jíly, těsnící jíly a provozně byla odzkoušena výroba keramzitu. Oxyhumolity Oxyhumolity z lomu Hrabák jsou používány pro zemědělské účely ve formě tekutých hnojiv (v maloobchodě je prodáván výrobek pod značkou HUMEX). V současnosti je prováděna marketingová studie pro uplatnění v zemědělské velkovýrobě (výrobek je schválen pro zemědělské použití). Celkový odbyt je ale zatím velmi nízký.
- 35 -
Rašelina Rašelina z jezerních usazenin Dřínovského jezera (lom v ČSA)je v současnosti deponována na skládku v objemu cca 100000 m3 a je s ní uvažováno pro výrobu substrátu. Diatomit Je z podloží rašeliny (lom v ČSA), který není, podle vyjádření odborníků, vhodný pro keramickou výrobu, je také deponován na skládku. Písky Písky z lomu Jan Šverma a střimické výsypky jsou odebírány drobnými spotřebiteli pro stavební účely v množství cca 35 000 tun. Významné množství písku je deponováno pro cihelnu Fortuna naostření jílů pro výrobu cihlářského zboží. Cihlářské jíly Jak již bylo uvedeno je uvažováno s výstavbou cihlářského závodu Fortuna na výrobu tenkostěnného cihlářského zboží,pro který je připravována surovina z lomu ČSA. Dosud je vytvořena deponie o celkovém objemu 1 800 000 m3. Z lomu Most byly cihlářské jíly dodávány do obrnické cihelny v množství okolo 20 000 m3 ročně [7] Pórovinové jíly Pórovinové jíly z meziloží mezi 3. a 4. slojí na lomu Hrabák jsou deponovány podle postupů rýpadel zatím v množství 27 000 m3. Používají se jako přísadové jíly v Západočeských keramických závodech v Horní Bříze na výrobu obkládaček, do licích hmot a do hmot podrobné keramiky. 5.3.3.1.
Lom ČSA
Zde byla popsána akumulace cihlářských jílů (jílovců), která je v současnosti již odtěžena a surovina je deponována v prostoru tělesa ervěnického koridoru (cca 1.8 miliónů m3).
- 36 -
Z vymezených surovinových typů byly k technologickému hodnocení odebrány tři vzorky a to z typů A, B a D. Z jejich technologického hodnocení vyplývá, že se jedná o plastické až středně plastické jílovité suroviny s velice jemnozrnnými jílovými minerály. Surovina A je vhodná především pro výrobu mrazuvzdorného cihlářského zboží s pórovinovým nebo hutným střepem. Podmínkou je korekce ostřivem (např. popílek, písek, vratné střepy, méně plastický jíl, v případě pórovinového zboží ještě slín nebo obdobná kalcitická surovina). Dále je možné ji použít jako přísadu do plastických keramických hmot vytvářených tažením, vytáčením apod., kde zastává funkci nejplastičtějšího jílu. Surovina B a D je, vzhledem k vyššímu obsahu sideritu, je vhodná pro výrobu keramzitu. Pro ostatní keramické výroby je tento typ suroviny použitelný pouze jako přísadový. Jíly všech surovinových typů nejsou, vzhledem ke zvýšenému obsahu organických látek, vhodné k rychlovýpalu a dále do výrobků, u nichž je požadován střep o nízké nasákavosti. V omezených postupech je odhadnuto 70 mil. m3 suroviny A a 70 mil. m3 suroviny B a D. Surovina je technologicky ověřena pro výrobu tenkostěnného cihlářského zboží a pálené krytiny (výroba v cihelně Fortuna). 5.3.3.2. Lom Vršany Lokalita se nachází na východním okraji sedimentace žatecké delty, která je typická značnou petrografickou proměnlivostí sedimentů. Doprovodné suroviny byly vyhodnoceny především v 60. letech, v rámci ložiskového průzkumu na uhlí. V 90. letech byla věnována zvýšená pozornost meziložním
jílovcům.
Výsledkem
bylo
vyhodnocení
ložiska
keramických
nežáruvzdorných jílů Bylany 1, v meziloží mezi 3. a 4. slojí. Tyto jíly dostaly obchodní označení VATON. Tři vzorky jílu VATON byly odebrány k technologickému hodnocení - VATON Extra, VATON Standart a VATON Standart plavený. Podle technologického hodnocení je VATON dobrou keramickou surovinou s použitím pro výrobu jemnozrnné stavební keramiky (dlaždice, obkládačky), diturvitu, užitkové keramiky, ale také i do hrubozrnných hmot (kanalizační kamenina, korekční složka
- 37 -
cihlářských směsí). Z těchto jílů je podle postupů rýpadel vytvářena deponie (zatím cca 27 000 m3). Jsou dodávány do keramičky v Horní Bříze (přísadový jíl do směsi na výrobu obkládaček) a Keramickým závodům Letovice (do licích hmot). Některé písky z meziložních vrstev jsou vhodné pro stavebnictví ať již jako maltářské nebo zásypové (vzhledem k vyššímu podílu jílu). 5.3.4. Palivový kombinát Ústí nad Labem, s.p. Hlavním předmětem činnosti státního podniku Palivový kombinát Ústí, se sídlem v Ústí nad Labem, byla těžba a odbyt hnědého uhlí a doprovodných surovin. V dobývacím prostoru, stanoveném státem, se podnik stal pokračovatelem historie dolování. V roce 1991 usnesením vlády ČR číslo 331 ze dne 11. září 1991 a číslo 444 ze dne 30. října 1991 bylo rozhodnuto o zastavení činnosti státního podniku Palivový kombinát Ústí nad Labem a současně o následné a postupné revitalizaci celého území dotčeného činností Lomu Chabařovice. Podnik byl zařazen do programu útlumu uhelného, rudného a uranového hornictví. V dubnu r. 1997 skončila veškerá těžba, zpracování a odbyt uhlí. V současné době Palivový kombinát Ústí, s. p. realizuje komplexní revitalizaci krajiny dotčené těžební činností. Obzvlášť významné jsou rozsáhlé hydrické rekultivace - vytváření jezer ze zbytkových jam lomu Chabařovice a lomu Most - Ležáky. Dále zajišťuje likvidaci starých ekologických zátěží po těžbě ropy a zemního plynu na území jižní Moravy, realizuje převod nepotřebného majetku státu, zajišťuje vypořádání majetkoprávních vztahů, restitučních nároků a technickou likvidaci již nepotřebných objektů v souladu s útlumovým programem státního podniku.[17] Palivový kombinát v současné době neprovozuje žádný lom. V minulosti provozoval jediný lom Chabařovice. Z doprovodných surovin zde bylo využíváno titanových, žlutě se pálících, jílů, které byly dodávány do Německa v množství 15 000 t za rok. Dále sprašové hlíny, které byly využívány jako těsnící materiál v objemu 30 000 m3za rok. [7]
5.4.
Čistění důlních vod v Severočeské hnědouhelné pánvi Povrchové doly jsou obvykle nejhlubším místem širokého okolí, proto jsou to
místa, pro než mají přítoky povrchových a podzemních vod obzvláště velký význam jak z hlediska volby technologie dobývání, tak s ohledem na hospodárnost celého provozu
- 38 -
lomu. Z morfologie terénu a geologické stavby území vyplývá i charakter přítoků povrchových a podzemních vod. Výskyt písků tvoří několik izolovaných zvodněných ploch, které místně tvoří souvislé čočky. Zvodnělé písky jsou převážně odvodňovány hustou sítí čerpacích vrtů, v systému odvodňovacích bariér. Specifikou je výskyt tzv.kuřavkových písků s velmi malou zrnitostí (cca 0,1 mm) s vysokým obsahem kuřavkové vody. Dalším zvodněným horizontem je vlastní uhelná sloj, jejíž propustnost je zvýšena dřívějším intenzivním hlubinným přerubáním. Stařinové vody soustavně vytékají z nejnižších míst na uhelném řezu s vydatností 1-3 l. s-1. Úprava vod se provádí v čistírnách vod, zvolená technologie čištění je závislá na druhu upravovaných vod. V roce 2006 byl ukončen roční zkušební provoz modernizované čistírny důlních vod v Dolech Nástup Tušimice a rozhodnutím vodoprávního úřadu byla čistírna uvedena do trvalého provozu. Modernizace čistírny důlních vod umožnila zvýšení výkonu z původních 40 l/s na 80 l/s a nainstalováním odmanganovacích filtrů bylo zajištěno odstranění manganu. Dále byla provedena úprava vyrovnávací nádrže surových důlních vod umožňující čistění nádrže od sedimentů za provozu. Byla také rekonstruována a modernizována čistírna odpadních vod v Tušimicích. V Dolech Bílina byla zahájena stavba pro centralizaci vypouštění důlních vod, po jejíž realizaci v roce 2007 bude v Dolech Bílina pouze jediné vypouštěcí místo důlních vod (Úpravna důlních vod Emerán), které zůstane v provozu až do ukončení důlní činnosti Dolů Bílina. Sledování kvality vypouštěných vod provádí průběžně vlastní laboratoř, která je držitelem osvědčení o správné činnosti a je registrována Střediskem pro posuzování způsobilosti laboratoří Výzkumného ústavu vodohospodářského T. G. Masaryka ASLAB pod registračním číslem 4094, osvědčení č. 281 platné do 31. 12. 2009. Sledována je zejména kvalita a množství vypouštěných vod. Výsledky potvrzují dodržování podmínek stanovených v rozhodnutích příslušných vodoprávních orgánů.[11] Speciální čistírny důlních vod v České republice: • Čistírna důlních vod Březno (Severočeské doly, a.s. – důl Nástup) • Úpravna důlních vod Emerán (Doly Bílina) 5.4.1. Čistírna důlních vod Březno Stavba byla prováděna pro investora Severočeské doly, a.s. Jednalo se o rekonstrukce stávající čistírny postavené v 70. letech, sloužící pro odvodňování dolu
- 39 -
Nástup. Tato stavba zvýšila kapacitu stávající čistírny na celkový průtok 80 l/s. Realizovaly se nové objekty čerpání, filtrace, sedimentace, akumulace a příslušné potrubní rozvody. Stávající část byla rekonstruována. Do vody čerpané z důlních těžebních prostor se dávkuje flokulant a voda prochází tlakovou filtrací a sedimentační nádrží. Tímto procesem se odstraňuje mangan, železo a jílovité kaly. Usazený kal bude ukládán na skládku. Vyčištěná voda se zadržuje v akumulačních nádržích, jejichž režim reguluje odtok do recipientu hutná tak, aby bylo zajištěno životní prostředí vodní fauny a flory.[19] 5.4.2. Úpravna důlních vod Emerán K zajištění možnosti vypouštění důlních vod do veřejné vodoteče, kterou je v našem případě zbytkové koryto Radčického potoka a následně koryto řeky Bíliny, musí důlní vody projít složitým procesem úprav. Realizace samotných procesů je, v rámci činnosti, zajištěná ÚVD Emerán. Úpravna musí splňovat jak požadavky lomu, tak nároky na normou stanovené limity. Na úpravnu důlních vod jsou čerpány důlní vody z hlavní čerpací stanice lomu, čerpací stanice Jáma Emerán a čerpací stanice Jižní svahy. Vzorek z čerpaných vod je odebírán na výstupu z úpravny. Počátky úpravny jsou datovány do druhé poloviny 80. let dvacátého století. Do dnešní doby prošla několika fázemi přestavby a modernizace, poslední proběhla v letech 2000-2002.[20]
5.5.
Ukládání uhelných kalů a jejich vliv na životní prostředí Uhelné kaly jsou ukládány jako suspenzní kal do usazovacích nádrží (odkališť),
kde přirozenou sedimentací dochází k rozdružení suspenze. Jako příklad bych chtěla uvést produkci uhelných kalů v Ostravsko-karvinském revíru. V roce 1990 bylo v OKR vyprodukováno 1,49 mil. t uhelných kalů, v roce 1995 již jen 0,19 mil. t. Po roce 1998 nebyly uhelné kaly produkovány vůbec. V OKR bylo v roce 2000 evidováno 96 odkalovacích nádrží v různých stádiích naplnění, těžby, sedimentace, rekultivace apod. Celková kapacita odkalovacích nádrží v OKR činila v roce 2000 přes 29 mil. m3. Přestože se již uhelné kaly neprodukují, budou ještě přes 10 let těženy z dnešních odkališť.[14]
- 40 -
Výhodou odkališť byl nejlevnější způsob čištění odpadních vod z úpraven uhlí. Odkaliště snášela velké výkyvy v množství i kvalitě vod. Nevýhodou jsou vysoké náklady na těžbu sedimentu a ztráty paliva v nádržích nepřizpůsobených k těžbě.[22] Odkaliště mají negativní vliv na krajinu především záborem velkých ploch, zásahem do krajinného reliéfu, průsaky do podzemních vod a havarijními přetoky v období zvýšeného stavu vody, nutností dlouhodobého skladování velkého množství kalů různé kvality, dochází ke kontaminaci půdy, zvýšené prašností).[14] Kromě toho sloužila odkaliště nejen k sedimentaci kalů, ale také často k čištění koksárenských fenol-čpavkových vod či jako úložiště zvláštních odpadů. Součástí některých flotačních činidel používaných při úpravě uhlí byly látky na bázi motorových olejů s obsahem polychlorovaných bifenylů (PCBs), které jako zbytkové látky kontaminují sedimentované kaly. Za rizikové lze považovat i obsahy Hg, As, Be, V a U v jemnozrnných kalech. Uhelné kaly jsou v sedimentačních nádržích členěny do kategorií. Jedná se o kaly s obsahem popela do 50 – 60 %, které představují směs flotačních hlušin a surových kalů vzniklých nedokonalým zpracováním jemnozrnných frakcí v úpravnách. Tyto kaly jsou využívány v energetice jako granulát, v teplárnách, cementárnách aj. Druhou skupinu tvoří kaly s obsahem popela pod 50 %, které jsou nasyceny chemickými škodlivinami při sorpčním čištění koksárenských fenol-čpavkových vod, mají charakter zvláštního odpadu a musí být dekontaminovány. Další skupinou jsou kaly energeticky nevyužitelné, které mají obsah popela více než 60 % a využívají se pro asanaci poklesových kotlin, jsou ukládány do odvalů a v důlních dílech.[14]
- 41 -
6.
ZÁVĚR Přírodní bohatství Severočeské hnědouhelné pánve nepředstavuje jen sloje
hnědého uhlí, ale i doprovodné suroviny a odpady, jejichž dobývání poznamenávají celé období osídlení tohoto kraje od samého počátku až po dnešek. Severní Čechy jsou v současnosti synonymem pro průmyslovou oblast poznamenanou především těžbou hnědého uhlí. V této práci jsem vystihla využívání doprovodných surovin a dalších odpadů, jako jsou důlní vody a uhelné kaly, v minulosti i současnosti. Využití těchto surovin vždy vycházelo z potřeb společnosti. Z této skutečnosti můžeme vycházet i při předpokladech možného využití surovin v budoucnosti. Neberme suroviny a odpady pouze jako takové, ale uvažujme i o využívání dobývacího prostoru jako celku. V budoucnu by bylo možné užívat tyto prostory jako skládky průmyslových i komunálních odpadů. Současně by se mohly využívat právě doprovodné suroviny na provozování skládek a následně i na rekultivace již uzavřených skládek. Využití doprovodných surovin a odpadů na lokalitách pánve je věnována stálá pozornost jak v oblasti průzkumu, vyhodnocení i následné selektivní těžbě a zakládání na chráněných depech. Problematika využívání doprovodných surovin v Severočeské hnědouhelné pánvi není dána pouze možností tyto suroviny natěžit a deponovat, ale také možnostmi odběratelskými a technologickými - získané suroviny dále zpracovat. S tímto problémem se setkáváme u jílů pro keramické využití, neboť se jedná o netradiční surovinu nevhodnou pro stávající způsob výroby. Vzhledem k obrovským objemům přesunovaných hmot a technologickému vybavení lomů, jako například omezená možnost selektivního dobývání, nebude ani v budoucnosti možno využít veškeré možnosti v oblasti doprovodných surovin, které tato lokalita nabízí. Využívání doprovodných surovin při těžbě nerostů, by mělo přinést několik efektů. Je to především efekt ekonomický. Ten znamená prodej již jednou těžených materiálů, které nákladově zatěžují vlastní dobývaný nerost. Dále je to efekt sociální, kdy dochází k vytvoření nových pracovních míst a vede tak ke snížení nezaměstnanosti. Neměla bych opomenout ani na efekt ekologický, díky němuž se snižuje územní zátěž vyplývající z nutného územního záboru pro těžbu ložiska těchto surovin v jiných lokalitách. Posledním z efektů je efekt národohospodářský, který zvyšuje využití ložiska a tím se snižuje nadměrné čerpání nerostného bohatství státu (státního vlastnictví). První dva efekty působí na podnikatele, pokud nejsou další vyvolané náklady příliš vysoké a zisk z prodeje doprovodných surovin příliš nízký. Efekt
- 42 -
národohospodářský se může uplatnit pouze v případě, že stát vytvoří odpovídající ekonomické a právní podmínky. Při jejich vytvoření se dostaví i efekt ekologický. Dalším z odpadů, o kterém se v mé práci zmiňuji, je důlní voda. Existence důlních vod je důsledkem hornické činnosti. Znečištěné vody nepředstavují riziko jen během těžební činnosti, ale i po jejím ukončení a následném zaplavení dolu podzemní vodou, do které se postupně chemickými procesy dostávají nežádoucí látky. Bezpečné nakládání s důlní vodou je tedy její svedení a shromáždění, pomocí odvodňovacích strouh a rýh na dno lomu, následné odčerpání, vyčištění v čistírně důlních vod a navrácení vyčištěné vody zpět do životního prostředí. Na úplný závěr se zmíním o uhelných kalech. S ohledem na životní prostředí je dobré, že došlo ke snížení produkce uhelných kalů útlumem těžby samotné a nástupem nových technologií, ale je zde ještě nemalé množství těchto odkališť, které stále představují určitá nebezpečí pro životní prostředí. V okolí odkališť dochází k lokálnímu šíření kontaminace větrem, ke kontaminaci půdy a podzemních vod a nejen díky tomu je následná rekultivace složitější. S ohledem na fyzikální vlastnosti a vysokou vlhkost odkališť není začlenění do původní krajiny tak jednoduché a tato problematika se bude řešit ještě značně dlouhou dobu. Hlavním záměrem je nejen zužitkovat kaly, ale zejména podstatně snížit ekologickou zátěž, vrátit devastované plochy po rekultivaci do přirozené krajiny a vytvořit zdravé životní prostředí, případně i rekreační zázemí pro její obyvatele.
- 43 -
7.
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] LUXA J. a kol.: Doly Bílina - z historie hornictví k současnosti dolování na Bílinsku, Teplice 1997 [2] Težíme uhlí, ,[on-line ], [cit.15.01.2009]. Dostupné na: http://www.okd.cz/cz/tezime-uhli/soucasnost-u-nas-i-ve-svete/ [3] Uhlí v České republice, [on-line ], [cit. 20.01.2009]. Dostupné na: http://www.okd.cz/cz/tezime-uhli/soucasnost-u-nas-i-ve-svete/uhli-v-ceskerepublice/ [4] Hnědé uhlí, [on-line ], [cit.9.1.2009]. Dostupné na:http://www.bohemiaplan.cz/czech/reference1.html [5] Hnědé uhlí[on-line ], [cit.9.1.2009]. Dostupné na: http://www.czechcoal.cz/cs/produkty/uhli/index.html
[6] Uhlí v Evropské unii, [on-line ], [cit. 20.01.2009]. Dostupné na: http://www.okd.cz/cz/tezime-uhli/soucasnost-u-nas-i-ve-svete/uhli-v-evropskeunii/ [7] Ing. MACŮREK Vlastimil, Manuskript bývalého generálního ředitelství Severočeských dolů (OHMG) odboru hlavního měřiče a geologa, 1990 [8] Ing. MACŮREK Vlastimil, Komplexní geologicko-ekologický výzkum Severočeské hnědouhelné pánve, Ministerstvo životního prostředí, 1992-1994 [9] Důlní vody, [on-line ], [cit. 10.01.2009]. Dostupné na: http://www.okd.cz/cz/zivotni-prostredi/dulni-vody/ [10] CICMANOVÁ S., GRMELA A. (1999): Důlní vody v legislativě Slovenské a České republiky. Problémy s jejich vymezením ve specifických případech báňské činnosti. Časopis Minerální suroviny-Surowce mineralne, č. 2; 12/1999, ss. 1322, ISSN1212-7248 , vyd. Těžební únie Brno. [11] Odvodňování lomových polí, skriptum ES, VŠB Ostrava, 1982 [12] Horní zákon č.44/1988 Sb. v platném znění. [on-line ], [cit.10.03.2009]. Dostupné na: http://obcan.ecn.cz/index.shtml?apc=uz135235 [13] Ministerstvo životního prostředí. [on-line ], [cit. 10.03.2009]. 254/2001 Sb. Zákon o vodách a o změně některých zákonů. Dostupný na:http://www.env.cz/www/platnalegislativa.nsf/d79c09c54250df0dc1256e89002 96e32/20f9c15060cad3aec1256ae30038d05c?OpenDocument.
- 44 -
[14] Uhelné hornictví v Ostravsko-karvinském revíru. Ostrava: Anagram s.r.o., 2003. 564 s. ISBN 80-7342-016-3. [15] Výroční zpráva, [on-line ], [cit. 30.01.2009]. Dostupné na: http://www.czechcoal.cz/cs/ur/zprava/2007/ur253.html
[16] Odpadové hospodářství, [on-line ], [cit. 30.01.2009]. Dostupné na:http://www.sdas.cz/showdoc.do?docid=1567
[17] Palivový kombinát, s.p., [ on-line ], [cit. 8.1.2009]. Dostupné http://www.pku.cz/pku/site.php?location=8
[18] Ochrana vod, ,[on-line ], [cit.1.11.2008]. Dostupné na:http://www.sdas.cz/showdoc.do?docid=1566 [19] Čistírna důlních vod Březno,[on-line ], [cit.8.11.2008]. http://www.smp.cz/www/main.php?pageid=159
[20] KOLEKTIV: Studie čištění a vypouštění důlních vod na Dolech Bílina, MV projekt, dpol.s.r.o., Praha 2004
[21] HUDEČEK, Vlastimil. Analýza současného stavu odkališť v OKD, a.s., a návrh opatření ke zlepšení. Acta Montanistica Slovaca. 1996, roč. 1, č. 4, s. 337-339. [on-line ], [cit.8.11.2008]. Dostupný na: http://actamont.tuke.sk/pdf/1996/n4/9hudecek.pdf [22] LANGROVÁ, Petra; MACHAČ, Jan. Vliv ukončení hlubinné těžby uhlí na životní prostředí. Ostrava: Anagram s.r.o., 2006, 128 s. ISBN 80-7342-098-
- 45 -
