1

Odvodnění a úprava důlních vod při těžbě v lomech.

Odvodňování SHP

Zájmové území spadá převážně do povodí řeky Bíliny a na západě pánve řeky Ohře.

Ochrana lomů na úpatí Krušných hor, oproti ochraně hran lomů v dotyku s pánevními

strukturami je zásadní rozdíl v koncepci i provedení a vyplývá z odlišných klimatických,

geologických, hydrogeologických, vegetačních a jiných charakteristik podchycovaného povodí.

Z hlediska hydrogeologického dochází k mnohonásobnému zvýšení objemů odtoků při

povodňových stavech a nepříznivým změnám jejich rozložení v čase.

Svahy Krušných hor jsou na severu proříznuty hlubokými údolími, které vyúsťují

kolmo na osu pánve. Jimi stékají bystřinné toky dlouhé často jen několik kilometrů, ale zato se

značným spádem a vysokým specifickým odtokem (kolem 10 l.s-1

). Všechny potoky

charakterizuje proměnlivý stav vody. Nejvodnatější bývají v období tání sněhu a při velkých

dešťových srážkách. Společným znakem charakterizujícím vodní toky, vystupující z příčných

horských údolí krušnohorského masivu do prostoru pánve, je velmi rozkolísaná vodnost.

To má za následek, při nepříznivých klimatických podmínkách, rychle nastupující extrémy

povodňových vln, s dobou trvání pouze několik hodin, avšak s extrémně vysokými hodnotami

specifických objemů povodní. Nejnepříznivější stavy vykazují objemy zimních povodní, které

kumulují odtoky z dešťových srážek při současném tání sněhu.

Požadavky na prohloubení systematičnosti vodohospodářských řešení se nejvýrazněji projevují

v souvislosti s řešením stability skrývkových řezů a zejména při řešení stability výsypek. Krystalinikum

Krystalinikum představuje hydraulicky značně heterogenní, anizotropní, zpravidla slabě

zvodněné prostředí s puklinovou propustností. Při severním okraji pánve byly některými

průzkumnými vrty zastiženy pukliny s aktivním přelivem. Koeficient filtrace, ověřovaný čerpacími zkouškami, se pohybuje v hodnotách řádu 10

-5 až

10-10

m.s-1

, přičemž většina hodnot se pohybovala v řádu 10-7

až 10-9

m.s-1

. Index průtočnosti Y

se pohybuje v hodnotách 2,7 - 5,5.

2

Vzhledem k propustnosti krystalinika lze vymezit tři rozdílné oblasti :

1) Krystalinikum zakryté pánevními sedimenty, kde svrchní části bývají dosti silně

postiženy kaolinickými zvětralinami. Zde se koeficient filtrace nejčastěji pohybuje v

řádu 10-8

až 10-9

m.s-1

a index průtočnosti Y dosahuje průměru 3,1.

2) Krystalinikum krušnohorského svahu, bez výraznějšího tektonického porušení.

Koeficient filtrace se nejčastěji pohybuje v řádu 10-7

až 10-9

m.s-1

a průměrný index

průtočnosti Y má hodnotu 3,6.

3) Pásmo tektonicky postiženého krystalinika hlavně při krušnohorském zlomu. Zde se

potvrzuje předpoklad, že tyto části krystalinika jsou nejpropustnější. Koeficient

filtrace se nejčastěji pohybuje v řádu 10-7

až 10-8

m.s-1

a index průtočnosti Y dosahuje

průměrné hodnoty 4,2.

Velký rozptyl hydraulických hodnot ukazuje na značnou heterogenitu v propustnosti hornin

krystalinika. Většina z nich však potvrzuje obecně nízkou propustnost krystalinika. Podložní klastika

Pdložní klastika jsou zastoupena především pískovci až drobnozrnnými slepenci a mohou

mít jak průlinovou, tak puklinovou propustnost. Tato podložní klastika jsou artésky zvodněna a

tlaková hladina se pohybuje v rozmezí od 20 do 120 metrů nad bází uhelné sloje. K infiltraci,

zvláště z mělkých podzemních vod, dochází při severním okraji pánve, kde za výchozem sloje

vystupují přímo pod kvartér v pásmu širokém výjimečně až 300 metrů.

Hladina této zvodně např. v oblasti lomu ČSA je zpravidla napjatá. Lze však pozorovat pozvolný

pokles. Odvodňování podložních klastik v předstihu není reálné a případné vývěry zbytkové

vody jsou odváděny běžným drenážním systémem na dně lomu a následným čerpáním. Hnědouhelná sloj

Přírodní propustnost uhelné sloje je v podstatě puklinová. Míra puklinové propustnosti je

dána hustotou se stupněm rozevřenosti puklin, což zase závisí na hloubce uložení pod

povrchem terénu. Se vzrůstající hloubkou se hustota a rozevřenost puklin snižuje. V hloubkách

nad 200 metrů již uhelná sloj téměř neobsahuje přírodní volné prostory, ve kterých by mohla

voda cirkulovat.

Přírodní propustnost sloje se zvyšuje ve směru k výchozům. Koeficient filtrace neporušené

sloje se pohybuje kolem hodnoty 10-7

m.s-1

.

Sekundárně byly ovšem vlastnosti tohoto slojového kolektoru zcela změněny a režim

slojových vod byl významně poznamenán hlubinnou a povrchovou těžbou uhlí. Především v

důsledku hlubinného dobývání se několikanásobně zvýšila propustnost uhelné sloje (koeficient

filtrace ve stařinách se pohybuje v řádech 10-4

až 10-5

m.s-1

) a intenzivním čerpáním důlních

vod se zrychlila cirkulace podzemní vody ve sloji a stařinách. Vytvořily se nové oběhové cesty,

které směřují k nejnižším místům odvodňování. Uhelná sloj se stala prostředím s

nejintenzivnějším oběhem podzemní vody. Zanikla přirozená odvodňovací místa, jimiž byly

původně níže položené výchozy a byla nahrazena umělými odvodňovacími bázemi. Ve

vyrubaných úsecích vznikly nádrže stařinových vod.

3

Zásahem do režimu podzemních vod v uhelné sloji byla i lomová těžba uhlí, jejíž hlavní

vliv spočíval v odtěžení propustného prostředí hlubinně přerubané sloje a zaplněním

vytěženého prostoru vnitřní výsypkou. Tělesa výsypek jsou tvořena převážně jílovým a

jílovcovým materiálem z nadloží uhelné sloje. Po jeho konsolidaci v nich většinou nedochází

ke vzniku spojitého zvodněného prostředí. Místní izolované zvodnění může vzniknout pouze v

oblastech tvořených propustnějším materiálem (písky, štěrkopísky, uhelné výklizy). K infiltraci vody do sloje dochází na výchozech zprostředkovaně přes kvartérní pokryv

nebo přes propustné části terciérních splachů zejména v místech, kde sloj vykliňuje hlouběji

pod povrchem terénu. Příznivé infiltrační podmínky při úpatí hor předurčuje trvalý přítok vody

z krušnohorských údolí, pod nimiž jsou výchozy sloje či terciérní písky překryty kvartérními

sutěmi a štěrky napájenými zejména krušnohorskými potoky. Určitou dotací do kolektoru sloje

přispívají i vlastní lomové provozy, které zachycují srážkové vody na poměrně velké ploše. Od

infiltračních míst směřuje voda po spádu sloje k odvodňovacím centrům, kterými jsou hlubinné

čerpací stanice na dolech Centrum a Kohinoor a na jednotlivých čerpacích stanicích lomů.

Kvartérní sedimenty

V nadloží uhelné sloje na ČSA je jediným kolektorem kvartérní pokryv, reprezentovaný

převážně jemnozrnnými až balvanitými sutěmi z jižního svahu Krušných hor. Jejich mocnost je

zejména v severní části území dosti proměnlivá a dosahuje až 40 metrů. Dále do pánve se

pohybuje zpravidla mezi 5 až 10 metry. Zvodnění kvartérních štěrků je variabilní a závisí

především na jejich granulometrickém složení, mocnosti a zahlinění. Kromě zrnitostní

proměnlivosti je zvodnění především závislé na atmosférických srážkách. Vodní hladina se

vesměs pohybuje mezi 1 až 5 metry pod povrchem terénu a spád hladiny podzemní vody

sleduje generální směr od severu k jihu (od svahů Krušných hor do pánve). Hodnoty

koeficientu filtrace se pohybují v rozmezí od 10-7

až do 10-4

m.s-1

.

Zajištění odvodnění jednotlivých kolektorů před postupem lomu - legislativa

Odvodňování prostoru hnědouhelného lomu je jednou z hlavních činností důlní

organizace, která chce provádět těžbu tohoto užitkového nerostu. Nutnost zjišťovat

hydrogeologické poměry a následně zajistit odvodňování zájmových kolektorů je zakotvena i

v jednom z hlavních báňských předpisů, kterým je Vyhláška ČBÚ č. 26/1989 Sb. o

bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a bezpečnosti provozu při hornické činnosti a činnosti

prováděné hornickým způsobem na povrchu, ve znění vyhlášky č. 340/1992 Sb., vyhlášky č.

8/1994 Sb., vyhlášky č. 236/1998 Sb., vyhlášky č. 434/2001 Sb., vyhlášky č. 142/2004 Sb. a

vyhlášky č. 298/2005 Sb.

Sledování hydrogeologických poměrů a zajištění odvodnění lomu specifikují paragrafy 57 až 60.

§ 57 specifikuje ověřování hydrogeologických a hydrologických poměrů :

1) K zajištění bezpečnosti práce a provozu před průvaly vod a bahnin musí být před zahájením

hornické činnosti příslušná část území v potřebném rozsahu prozkoumána.

2) Průzkumnými pracemi musí být zjištěny zvodněné kolektory, jejich hloubka, uložení,

mocnost, velikost přítoků vod, tlak vody a úroveň ustálené hladiny napjaté i volné. Součástí

4

průzkumných prací musí být ověření srážkových a odtokových poměrů, fyzikálně-mechanických a

hydrodynamických parametrů včetně chemizmu vody ve vodonosných vrstvách.

3) Průzkumné práce musí být provedeny v rozsahu potřebném pro navržení vhodných

technických a bezpečnostních opatření.

§ 58 specifikuje ochranu proti průvalům vod a bahnin, zvodněných hornin a přítokům

povrchových vod :

1) Za místa nebezpečná průvalem vod a bahnin nebo zvodněných hornin se považují zejména

vodonosné vrstvy v nadloží, podloží nebo sousedství ložiska, propustná tektonická pásma,

plavené výsypky, neodvodněné popílkové skládky, zatopená důlní díla povrchové toky a

vodní nádrže.

2) Místa nebezpečných přítoků a průvalů vod nebo zvodněných hornin musí být v předstihu

vhodným způsobem odvodněna. Pokud nelze tato místa odvodnit nebo přítokům, případně

průvalům zabránit, musí být určena ochranná opatření pro postup dobývacích řezů

k neodvodněným místům.

3) Povrchové toky, vodní nádrže a stálé výtoky vod v příslušném spádovém území v dosahu

účinků dobývání musí být jako možný zdroj nebezpečného přítoku vody zakresleny do

základní důlní mapy, sledovány a kontrolovány v určených lhůtách po dohodě s příslušným

vodohospodářským orgánem.

4) Zatopení lomu nebo jeho části povoluje obvodní báňský úřad.

§ 59 specifikuje odvodňování lomu :

1) Důlní vody musí být odváděny z plošin dobývacích řezů odvodňovacími systémy do sběrných

nádrží (čerpacích jímek) nebo mimo lom.

2) Stejným způsobem musí být zajištěno odvodnění cest pro chůzi a dopravu v lomu.

§ 60 specifikuje odvodňování výsypek :

1) Před zřízením výsypky a před jejím postupem musí být výsypný prostor dostatečně odvodněn

a zajištěno odvádění vody z podložky výsypky.

2) Nerovnosti a propadliny na pracovních plošinách, v nichž by se mohla shromažďovat voda,

musí být průběžně urovnávány a zahrnovány nebo upraveny tak, aby voda mohla odtékat .

3) Konečné tvary výsypek musí být upraveny tak, aby nedocházelo k hromadění srážkových vod. Dalšími důležitými paragrafy vyhlášky č. 26/1989 Sb. jsou paragrafy 65 a 66, zabývající se

sledováním hydrogeologických a hydrologických poměrů, měření přítoků vč. rozborů důlních vod.

§ 65 stanovuje sledování hydrogeologických a hydrologických poměrů :

1) Organizace je povinna sledovat, dokumentovat a vyhodnocovat hydrogeologické a

hydrologické poměry ložiska.

2) Organizace je také povinna zjistit a sledovat hydrogeologické a hydrologické poměry podél

hranic dobývacího prostoru a do map zakreslit zatopené podzemní a povrchové prostory

sousedních dolů a důlní díla sousedních lomů včetně vrtů, tektonických poruch a jiných

možných spojení se zatopenými důlními díly, jestliže by mohly ohrozit bezpečnost práce a provozu.

3) Zjištěné skutečnosti, které by mohly ohrozit bezpečnost práce nebo provozu sousedního dolu

nebo lomu, je organizace povinna bezodkladně ohlásit závodnímu sousedního dolu nebo lomu.

5

§ 66 specifikuje měření přítoků a rozbory důlních vod :

1) Celkové přítoky a jednotlivé dílčí přítoky důlních vod musí být měřeny nejméně jednou za

půl roku. Jedno z těchto měření musí být provedeno v době největších ročních přítoků.

Výsledky měření musí být zaznamenány s udáním místa měření a zdrojů přítoků,

vyhodnoceny a porovnány s průměrným denním přítokem a množstvím vyčerpané důlní vody.

2) Z celkových přítoků a významnějších dílčích přítoků důlních vod musí být v termínu určeném

organizací odebrán vzorek a proveden chemický rozbor.

3) V odvodňovacích vrtech musí být měřen přítok a tlak vody, případně plynu v určených lhůtách.

4) Výsledky měření a rozborů podle odstavců 1 až 3 musí být zaznamenány v knize odvodňování.

Odvodňovací příkop v předpolí lomu Dalším důležitým dokumentem ve vztahu k odvodňování hnědouhelného lomu je Plán

otvírky a přípravy dobývání (dále jen POPD), který musí být pravidelně aktualizován a jehož

jednou z kapitol je i kapitola Odvodňování. Zde jsou definována opatření, zajišťující vnější ochranu

lomu před povodněmi, jímání a odvádění povrchových a důlních vod a nakládání s vodami .

Pomocná čerpací stanice

6

Základní požadavky na čerpací stanice jsou definovány vyhláškou ČBÚ č. 26/1989 Sb.,

především § 61 :

§ 61 specifikuje čerpací stanice : 1) V lomu, ve kterém je možnost hromadění vody ohrožující bezpečnost práce a provozu a ze

kterého nelze odvádět vody samospádem, musí být zřízena hlavní čerpací stanice.

2) Výkon hlavní čerpací stanice bez záložního čerpadla a užitkový objem čerpacích jímek

musí být takový, aby bylo možno bezpečně zvládnout nejvyšší očekávané přítoky vod a

aby nedošlo k zatopení pracovišť. V záloze musí být nejméně jedno čerpadlo o výkonu

největšího používaného čerpadla.

3) Přívod elektrické energie pro hlavní čerpací stanici musí být zajištěn dvěma přívodními

vedeními, z nichž každé musí zajišťovat provoz všech čerpadel včetně záložních. Jeden

přívod z rozvodny do hlavní čerpací stanice může být pouze tehdy, když je zaručeno, že

při poruše na tomto přívodu se položí náhradní přívod nebo opraví poškozený přívod

dříve než by mohlo dojít k zatopení hlavní čerpací stanice.

4) Podle místních poměrů, rozsahu lomu, velikosti přítoků apod., musí být pro příslušné

části lomu zřízeny pomocné čerpací stanice. Tyto musí mít výkon, který zajišťuje

odčerpání vody z příslušného úseku.

5) Čerpadla, jejich motory a rozvodná zařízení musí být umístěna tak, aby je předpokládaná

nejvyšší hladina vody nevyřadila z provozu.

6) Čerpadla a potrubí musí být chráněna proti zamrznutí.

7) Čerpací jímky musí být upraveny tak, aby je bylo možno čistit bez narušení provozu lomu

a hlavní čerpací stanice.

Problematika důlních vod ve vztahu k platné legislativě ČR a EU

Dle platné legislativy České republiky jsou důlní vody definovány dvěmi hlavními zákony.

Prvním je zákon č. 254/2001 Sb. (zákon o vodách) a druhým je zákon č. 44/1988 Sb. (horní zákon).

Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění

zákona č. 76/2002 Sb., zákona č. 320/2002 Sb. a zákona č. 274/2003 Sb.

§ 4 odstavec 2) praví :

Důlní vody se pro účely tohoto zákona považují za vody povrchové, popřípadě podzemní a

tento zákon se na ně vztahuje, pokud zvláštní zákon (např. zák.č.44/88Sb.) nestanoví jinak. Zákon č. 44/1988 Sb. o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), ve znění

zákona České národní rady č. 541/1991 Sb., zákona České národní rady č. 10/1993 Sb., zákona

č.168/1993 Sb., zákona č. 132/2000 Sb., zákona č. 258/2000 Sb., zákona č. 366/2000 Sb.,

zákona č. 315/2001 Sb., zákona č. 61/2002 Sb., zákona č. 320/2002 Sb. a zákona č. 150/2003 Sb.

charakterizuje § 40 důlní vody takto :

1) DDůůllnníímmii vvooddaammii jjssoouu vvššeecchhnnyy ppooddzzeemmnníí,, ppoovvrrcchhoovvéé aa ssrráážžkkoovvéé vvooddyy, 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.

7

2) OOrrggaanniizzaaccee jjee ppřřii hhoorrnniicckkéé ččiinnnnoossttii oopprráávvnněěnnaa :

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 ztrátou 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 pozemky způsobem a za

podmínek stanovených vodohospodářským orgánem a orgánem hygienické služby.

3) PPřřii ppoouužžiittíí ddůůllnníícchh vvoodd ppooddllee ooddssttaavvccee 22 ppííssmm.a) a b) je organizace povinna pečovat o

důlní vody a hospodárně je využívat. Použití důlních vod k jiným účelům upravují

zvláštní předpisy.

Zákon č. 254/2001 Sb. § 107 odstavec h) :

Do působnosti orgánů krajských úřadů patří stanovovat způsob a podmínky vypouštění

důlních vod do vod povrchových nebo podzemních.

V návaznosti na legislativu Evropské unie vstoupil 11. prosince 2003 v platnost zákon

č. 20/2004 Sb., kterým se mění zákon č. 254/2001 Sb., (vodní zákon), ve znění pozdějších

předpisů, a zákon č. 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému a o změně některých

zákonů, ve znění pozdějších předpisů.

§ 4, odstavec 2) a § 107, odstavec h) se nemění. Podstatná změna však nastala hned

v úvodu zákona v § 1, kam byla vložena slova „v souladu s právem Evropských společenství“

Například Směrnice Rady 75/440/EHS ze dne 16. června 1975 o požadované jakosti

povrchových vod určených k odběru pitné vody v členských státech, Směrnice Rady

76/160/EHS ze dne 8. prosince 1975 o jakosti vody pro koupání, Směrnice Rady 76/464/EHS

ze dne 4. května 1976 o znečištění způsobeném určitými nebezpečnými látkami vypouštěnými

do vodního prostředí Společenství a návazné směrnice Rady, Směrnice Rady 78/659/EHS ze

dne 18. července 1978 o jakosti povrchových vod vyžadujících ochranu nebo zlepšení pro

podporu života ryb, Směrnice Rady 80/68/EHS ze dne 17. prosince 1979 o ochraně

podzemních vod před znečištěním určitými nebezpečnými látkami doplněná směrnicemi Rady

90/656/EHS a 91/692/EHS, Směrnice Rady 91/271/EHS ze dne 21. května 1991 o čištění

městských odpadních vod, Směrnice Rady 91/676/EHS ze dne 12. prosince 1991 o ochraně

vod před znečištěním dusičnany ze zemědělských zdrojů, Směrnice Rady 96/61/ES ze dne 24.

září 1996 o integrované prevenci a řízení znečištění, Směrnice Evropského parlamentu a Rady

2000/60/ES ze dne 23. října 2000 ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní

politiky.

8

Chemismus důlních vod

Pro chemismus důlních vod v podmínkách severočeské hnědouhelné pánve obecně platí,

že vody, které přicházejí do styku s uhelným horizontem a s komplexem nadložních hornin,

mají především nízké pH a vysoký obsah rozpuštěných látek, síranů, železa a manganu. Vody

takového složení se vyskytují všude tam, kde probíhá těžba uhlí povrchovým způsobem.

U důlních vod, čerpaných z hlubinných dolů, které se řadí do kategorie vod stařinových

může být situace odlišná. Tyto vody nepřicházejí do přímého kontaktu s komplexem

nadložních hornin, ve kterých se vyskytují sirníky železa a přesto v důsledku oxidace přímo

ovlivňují kvalitu vyskytujících se vod.

Dalším významným ukazatelem kvality důlních vod jsou nerozpuštěné látky, které

způsobují problémy především čerpací technice v hnědouhelném lomu. Chemismus podzemní vody krystalinika charakterizuje průměrná celková mineralizace

294 mg.l-1

(140 až 957 mg.l-1

) a průměrné pH 7,1 (5,9 až 9,7). Vody z krystalinika jsou

převážně smíšeného chemického typu, kde v oblasti kationtů je v převaze HCO3- nad SO4

2-.

Voda z podložních klastik nepřesahuje u celkové mineralizace hodnotu 500 mg.l

-1.

V prostoru jižně od bývalé obce Albrechtice dosahuje mineralizace hodnot 1261 až 3109 mg.l-1

.

Jde o vodu chemického typu Na - HCO3 se zvýšeným obsahem CO2 a Fe3+

. Tato alkalicko -

železitá kyselka byla v minulosti zastižena v prostoru dolu OM a v širším okolí Mostu. Průměrná

hodnota pH ve zvodni podložních písků činí 6,7, ale pohybuje se v širokém rozmezí 4,5 až 11,8. Chemismus stařinových vod, čerpaných z jámy VI, vykazuje průměrnou celkovou

mineralizaci 1 569 mg.l-1

a pH 6,4. Oproti důlním vodám z lomu vykazují stařinové vody také

podstatně nižší hodnoty koncentrací síranů (prům. 832 mg.l-1

) a železa (prům. 1,3 mg.l-1

).

Vysrážené oxidy železa a manganu z důlních vod

9

Chemismus slojových vod, ve vzorcích odebraných z vrtů, má prům. pH 6,2 (5,5 až 6,9) a celková

mineralizace prakticky nepřesáhne hodnotu 500 mg.l-1

. Sírany převládají nad hydrokarbonáty.

Hodnoty chemismu vody např. z hlavní čerpací stanice na dně velkolomu ČSA, kam se

kromě slojové vody soustřeďuje i část srážkových vod a ve velmi omezené míře i voda z drénů

na podložce vnitřní výsypky, mají průměrnou mineralizaci 2 796 mg.l-1

a průměrné pH 5,2.

Vysoký obsah síranů 1576 až 1921 mg.l-1

a železa 49,9 až 163,7 mg.l-1

je důsledkem

oxidačních procesů v otevřeném lomovém provozu.

Chemismus kvartérních vod vykazuje široké rozpětí. Celková mineralizace se pohybuje

obvykle v rozmezí 152 až 875 mg.l-1

a pH v hodnotách 6,0 až 7,0. Vyšší mineralizace ukazuje

na prostředí s nižší propustností se stagnující podzemní vodou a bývá spojena s vyššími obsahy

sulfátů.

Vody z velkolomu ČSA, označované jako vody důlní, jsou značně kyselé (pH 2,2 až 5,3),

s mineralizací 3800 až 5800 mg.l-1

a s obsahem síranů 2400 až 3600 mg.l-1

. Značný je i obsah

nerozpustných látek, dosahující obvykle stovek mg.l-1

, celkového železa rovněž stovky mg.l-1

a

manganu až 5,6 mg.l-1

. Důlní voda je dvakrát neutralizována, na pomocných čerpacích

stanicích a na hlavní čerpací stanici ČSA, odkud je čerpána k úpravně důlních vod, kde je před

vypuštěním do řeky Bíliny znovu upravována.

Legislativní požadavky na vypouštění důlních vod

Jedním z hlavních předpisů, řešící problematiku chemismu vypouštěných důlních vod je

Nařízení vlády ČR č. 61/2003 Sb. o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění

povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod

povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech Toto nařízení stanovuje emisní standardy,

tj. nejvýše přípustné hodnoty znečištění pěti hlavních ukazatelů pro průmyslový obor těžba uhlí

a briketárny. Tyto ukazatele společně s limitními hodnotami jsou uvedeny v následující tabulce

Tabulka : Sledované ukazatele dle Nařízení vlády ČR č. 61/2003 Sb.

Ukazatel

jednotka

přípustná hodnota

pH - 6 - 9

Nerozpustné látky mg.l-1

40

PAU mg.l-1

0,01

Železo mg.l-1

3

Mangan mg.l-1

1

PAU - polycyklické aromatické uhlovodíky - samostatná skupina uhlovodíků, některé jsou mimořádně

toxické a karcinogenní, sorbují se na nerozpuštěných látkách ve dnových sedimentech Uvedené nařízení vlády postihuje jen nejvýraznější a typické znečišťující látky pro daný obor

činnosti. Nepostihnout specifika jednotlivých báňských provozů.

10

Tuto absenci řeší zákon č. 254/2001 Sb. (vodní zákon), kde se v § 38, odstavec 6 praví :

Při povolování vypouštění odpadních vod do vod povrchových nebo podzemních vodoprávní

úřad :

a) přihlíží k potřebě dosažení nebo zachování vyhovujícího stavu povrchových nebo

podzemních vod a na vodu vázaných ekosystémů,

b) posuzuje možnosti omezení znečištění u jeho zdroje i omezení emisí do životního

prostředí jako celku a možnosti opětovného využívání odpadních vod Významným z hlediska ochrany vod je § 38, odstavec 7 téhož zákona :

Vyžadují-li to nutné zájmy ochrany vod, může vodoprávní úřad stanovit přípustné hodnoty

ukazatelů znečištění odpadních vod přísnější než stanovené vládou nařízením podle

odstavce 5, popřípadě stanovit další ukazatele a jejich přípustné hodnoty. Obdobně to platí

i v případech ukazatelů znečištění a jejich hodnot stanovených vládou podle §§31 a 35. Nařízení vlády ČR č. 61/2003 Sb. dále uvádí pojmy, které jsou pro vypouštění důlních

vod do vodotečí důležité :

Emisní standardy – nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění vod, které nesmí být ve

vypouštěných vodách překročena

Emisní limity – nejvýše přípustné hodnoty ukazatelů znečištění vod, které stanoví vodoprávní

úřad v povolení k vypouštění důlních vod do vod povrchových

Ani vodoprávní úřad nemůže stanovit emisní limit mírnější než je emisní standard. Úřad proto

s ohledem na místní podmínky může limit zpřísnit a stanovit pro další znečišťující látky

(nevyjmenované v nařízení vlády č. 61/2003 Sb.) závazné emisní limity.

Úprava důlních vod před vypouštěním do recipientu

V předchozích kapitolách byly podrobně charakterizovány důlní vody, čerpané

z jednotlivých zvodněných kolektorů v předpolí hnědouhelného lomu a důlní vody, sváděné

systémem pomocných čerpacích stanic do hlavní čerpací stanice. V souvislosti s rozdílným

chemismem těchto vod je nakládání s nimi rovněž rozdílné. Vody čerpané z předpolí lomu jsou

vypouštěny bez úpravy o recipientu. Jejich chemismus není ovlivněn vysokými koncentracemi

nežádoucích látek. V případě zvýšeného obsahu nerozpuštěných látek postačuje před

vypuštěním gravitační sedimentace v jímkách čerpacích stanic. Vody, které však přišly do

kontaktu s uhelnou slojí, s komplexem nadložních hornin a u kterých v důsledku oxidačních

procesů dochází ke zvýšení koncentrace rozpuštěných látek, musí být před vypouštěním do

recipientu upraveny tak, aby vyhovovaly platné legislativě. Eliminace znečišťujících a nežádoucích látek se provádí v úpravně důlních vod. V oblasti

hnědouhelného hornictví lze za tyto látky považovat především :

- nerozpuštěné látky

- pH

- železo

- mangan

- sírany

11

Snižování obsahu nerozpuštěných látek

Proces dílčí eliminace nerozpuštěných látek sedimentací probíhá po celé trase vedení vod

v jímkách čerpacích stanic

Finální gravitační sedimentace nerozpuštěných látek probíhá přímo na ÚDV v takzvaných

vyrovnávacích a sedimentačních nádržích. Jedná se o objemné nádrže, kterými voda protéká.

Objem těchto nádrží je např. 50 000 až 100 000 m3. Sklon dna je od nátoku směrem

k odběrnému místu na druhé straně nádrže. Snížení rychlosti proudění spolu se zdržením vody

v nádržích se urychluje sedimentace nerozpuštěných látek.

Drobné (koloidní) částice nestačí sedimentovat ani v rozsáhlých nádrží a proto jsou z vody

vysráženy flokulantem spolu s Fe a Mn v sedimentačních nádržích. Blíže je tato technologie

popsána u problematiky snižování obsahu železa.

Při správném provozování této technologie lze jednoznačně dodržet požadavky

vodoprávního orgánu na obsahy nerozpuštěných látek ve vypouštěných vodách. Úprava acidity (pH)

Hodnoty pH se u důlních vod čerpaných z hlavní čerpací stanice lomu (např. na lomu

ČSA) pohybují v intervalu 2,5 až 6. Nejnižší hodnoty pH vykazují důlní vody, které přišly do

styku se spodní lávkou uhelné sloje a dále pak vody u výchozových partií.

Snižování acidity je prováděno reakcí s vápenným hydrátem. Vápenný hydrát je dle

operativních měření přidáván do vody již u pomocných čerpacích stanic a na hlavní čerpací

stanici. Zde je instalována speciální technologie, zahrnující nádrže, míchání a nátok vápenného

roztoku k čerpadlům

Finální úprava pH probíhá na ÚDV. Automatický monitorovací systém analyzuje

hodnotu pH ve vyrovnávacích nádržích a řídí přísun požadované koncentrace vápenného

roztoku k čerpadlům v závislosti na momentálním průtoku vody. Dodržení stanovených limitních hodnot pH na výstupu v rozmezí 6 až 9 je tímto spolehlivě zajištěno.

ÚDV – vyrovnávací nádrže

12

ÚDV – odběrný objekt usazovací nádrže

Snižování koncentrace železa

Železo je ve vodě obsaženo jak ve dvojmocné rozpustné formě, tak ve formě trojmocné

nerozpustné. Podíl jednotlivých forem závisí na míře acidity či alkality vody. Vzhledem k

tomu, že důlní voda je značně kyselá, tak je většina železa v rozpustné formě. Snížení

koncentrace Fe proto spočívá v přeměně Fe++

na nerozpustné Fe+++

a jeho sedimentaci.

Přeměna na nerozpustnou formu se provádí oxidací. Pro zajištění rovnoměrné a účinné

oxidace vody je v aeračních nádrží ÚDV instalována takzvaná jemnobublinová aerace.

Pro účinnější separaci sraženiny a její sedimentaci je před sedimentačními nádržemi

dávkován flokulant. Dávkování flokulantu (viz. obrázek č. 35) je řízeno v závislosti na obsahu

Fe++

a hodnotách Fe na výpusti z ÚDV.

Sedimentované nerozpuštěné látky spolu s vyseparovanými sraženinami Fe a Mn jsou ze

dna sedimentační nádrže přečerpávány do zahušťovací nádoby Zde dochází k odvodnění kalu.

Voda ze zahušťovací nádoby se vrací a kal je čerpán do kalolisů k dalšímu odvodnění. Zbylý

kal je deponován na skládku kalů.

Snižování koncentrace manganu

Problematika snižování obsahu manganu ve vodách je obdobná jako u železa. Rozdíl však

spočívá v tom, že pro oxidaci manganu na trojmocnou nerozpustnou formu již nepostačuje

vzdušný kyslík. Je nezbytné zajistit silnější oxidační činidlo. Na ÚDV je oxidace prováděna

dávkováním manganistanu draselného (viz. obrázek č. 38 a 39). Další podmínkou úspěšného

procesu oxidace je prostředí s pH nejméně 9 (u Fe postačuje dle koncentrací pH 7-8). Tento

proces není řízen jen na základě orientačních odběrů vzorků, ale na základě nastaveného

programu.

13

Snižování koncentrace síranů

Snižování obsahu síranů ve vodě (desulfataci) je technologicky možné řešit mnoha způsoby.

Laboratorně a poloprovozně bylo na ÚDV odzkoušeno několik metod. K realizaci však nikdy

nedošlo z důvodů vysokých investičních a provozních nákladů. Oproti dřívějším legislativním

požadavkům (obsaženým i v rozhodnutích), nyní předpisy dávají volnost vodoprávnímu úřadu,

zda stanoví emisní limit na síranové ionty a v jaké výši, nebo zda-li bude limit vůbec stanoven.

V současné době se celá záležitost na ÚDV řeší řízeným nátokem vod s různou koncentrací

síranů do vyrovnávacích nádrží a jejich postupným odběrem. S procesem snižování

koncentrace železa a manganu zároveň klesá i koncentrace síranů.

Zhodnocení nakládání s důlními vodami Vodohospodářská činnost na hnědouhelných lomech spočívá především na efektivním zajištění

odvodnění lomů a na snížení obsahu nežádoucích látek při vypouštění do recipientů.

Zpřísňující se legislativa, především v oblasti kvality vypouštěné důlní vody, nutí více důlní

organizace zabývat se právě kvalitou těchto vod. Nový náhled na vypouštěnou důlní vodu

znamená i zvýšené náklady na její úpravu a tudíž nutnost zabývat se ekonomikou počínání

v procesu nakládání s důlními vodami.

Nakládání s povrchovou vodou a vodou čerpanou z vrtů v předpolí

U vod povrchových je důležité jejich zachycení v předpolí a zabránit tak jejich postupu do

hnědouhelného lomu. Soubor opatření, který toto zajistí, jednak zabrání zvyšování nákladů na

čerpací techniku a energii potřebnou pro výtlak na vyšší horizonty a jednak zabrání kontaktu

této vody s uhelnou slojí. Nedojde tak k nabohacení těchto vod o nežádoucí látky, které by

musely být následně v procesu úpravy důlních vod eliminovány.

S tímto opatřením souvisí i provedení otevřených odvodňovacích příkopů. Některé příkopy

v předpolí lomu ČSA jsou vedeny v propustných horninách kvartérních uloženin a tak dochází

k infiltraci vedených vod do suťového tělesa. Tyto vody dále proudí ve směru spádu do lomu

jako vody mělké podzemní a na skrývkových řezech vyvěrají a gravitačně odtékají až na dno

lomu. Tomu lze zabránit vytvořením nepropustného dna příkopu (vyložení folií, pryžovým

pasem, jílovým těsněním apod.).

Dalším velmi důležitým opatřením je ve vhodných místech příkopu zřizovat dílčí sedimentační

jímky a nespoléhat jen na sedimentační jímku, umístěnou až u čerpací stanice. Gravitační

usazování nerozpuštěných látek v trase příkopu je žádoucí z hlediska nároků, kladených na

čerpací techniku a v neposlední míře i na limitní hodnoty, stanovené platnou legislativou.

U odvodňovacích vrtů je nutno provádět pravidelné kontroly průchodnosti a zajišťovat jejich

údržbu. V případě havárie těchto hydrogeologických objektů je zapotřebí důkladně posoudit

jejich případnou náhradu.

Nakládání s vodou ze skrývkových řezů a výsypkových etáží a možnosti snížení

znečišťujících látek Nakládání s vodami ze skrývkových řezů a výsypkových etáží není dosud na potřebné

úrovni. Běžně byla voda ze skrývkových řezů pomocí svodových vrtů vpouštěna do uhelné

sloje, nebo příkopy odváděna na nižší horizonty. Energeticky a tím i ekonomicky je tento

14

systém nevýhodný. Zde je nutné si uvědomit, že vpouštěním vody do systému stařinové

zvodně se jí nezbavujeme.

Naopak přesouváme tento problém do jiné (horší) úrovně, kdy se tato relativně čistá voda

dostává do kontaktu s uhelnou slojí a absorbuje různé znečišťující látky, které rovněž

v konečném důsledku znamenají zvýšení nákladů na úpravu vody a rovněž mohou i zatížit

životního prostředí.

Z pohledu životního prostředí a také z pohledu ekonomiky by mělo být prvořadou

důležitostí u vod ze skrývkových řezů a výsypkových etáží jejich důsledné oddělení od vod,

které již přišly do kontaktu s uhelnou slojí.

Náklady na čerpání a úpravu důlních vod ze dna lomu jsou značné. Proto každý úkon,

přinášející zlepšení tohoto stavu, má zde svůj význam. Nestačí proto spoléhat pouze na úpravnu důlní

vody. Naopak je velmi důležité provádět určitá opatření již přímo v lomovém provozu.

Pohled na PČS v lomu

15

PROVOZNÍ ODVODŇOVÁNÍ

16

Kaly v prostoru PČS 1

ÚPRAVNA DŮLNÍCH VOD

17

Vypouštění důlních vod do vodoteče