Ložisková hydrogeologie I. Úvod Tématický přehled 1. Úvod 2. Hydrogeologická klasifikace ložisek nerostných surovin 3. Hydrogeologické práce při průzkumu ložisek nerostných surovin 4. Přítoky důlních vod do díla a jejich výpočet 5. Odvodnění a zatápění důlních děl 6. Topografická hydrogeologie ČR Doporučená literatura Učebnice: Dake, L.P. (1998): Fundamentals of reservoir engineering. Elsevier, Amsterdam. Homola V., Klír S. (1975) Hydrogeologie ČSSR III, Hydrogeologie ložisek nerostných surovin. Academia, Praha Homola V. (1981) Základy hydrogeologie a geologie ložisek uhlovodíků. 2. vyd. Ostrava, Vysoká škola báňská, Ostrava Pradipta Kumar Deb (2014): An Introduction to Mine Hydrogeology.Springer. Younger, P.L. et al. (2002): Mine water hydrogeology and Geochemistry.Geological Society, London Odborná Periodika: Mine Water and Environment journal Environmental Earth Sciences, Groundwater, Hydrogeology Journal Ložisková hydrogeologie Specifika ➢ Úzké sepětí hydrogeologie s hornictvím ➢ Bezpečnost hornické práce a ochrana dolu – odvodnění, ochranné celíky ➢ Porušení zásad jímání prostých i minerálních vod – osušením (odvodněním) ložiska překročení odběru dynamických zásob podzemní vody až odčerpání statických zásob podzemní vody ➢ Ekonomie hornického podnikání – realizovatelnost těžby - náklady na odvodnění ➢ Technické řešení výstavby dolu a metodika dobývání ➢ Značný ekonomický dosah a velmi dlouhodobý vliv na životní prostředí Termíny Ložisková hydrogeologie – studium zvodnění ložiska v rámci celé hydrogeologické struktury Důlní hydrogeologie – návrh druhu, počtu a lokalizace odvodňovacích zařízení, ložiskové inženýrství Ložiskové vody – podzemní vody obsažené v ložiskové výplni nebo v okolních horninách ložiska hydraulicky spojených s ložiskem a pohybující se podle zákonů proudění v horninách Důlní vody – vody jakéhokoliv původu pohybující se důlními díly podle zákonů proudění kapalin v otevřených korytech a v potrubí původ důlních vod – ložiskové vody, mimoložiskové vody – zálomové trhliny, provozní voda Stařinové vody – vody opuštěného důlního díla Historie ložiskové hydrogeologie Počátky jímání vod: • Egypt 2000 př. n. l. – 100 m hluboké kopané studny • Čína – studny vrtané bambusovým soutyčím na laně – 1500 m hluboké • Írán – vodní stavby pro jímání vody několik km dlouhé a až 250 m hluboké – tzv. kanáty – na úpatí hor v dejekčních kuželech a údolních náplavech Historie ložiskové hydrogeologie Kanát Historie ložiskové hydrogeologie První odvodňování dolů: • Do konce starověku se dolovalo pouze nad nejbližší vodotečí – odvodňovací štoly • Pod úrovní toků – pouze ložiska s nízkými přítoky – kožené měchy • 2. století př. n. l. Řecko – vodotěžné, dřevěné stroje – kbelíky na nekonečném lanu poháněném šlapacím kolem či žentourem • Středověk – dřevěné čerpací stroje – písty upevněné na nekonečném řetězu – vytlačování vody protahováním pístů rourami, v XVIII. st. dřevo nahrazeno bronzem • Vynález páry v 18. st. – parní čerpadlo (G. Agricola, 1556/1933, s. 157 in Homola a Klír 1975) Cíle ložiskové hydrogeologie • nutné snížení hydraulických hladin • očekávané přítoky do dolu – množství a místa přítoků • návrh odvodňovacích objektů • následky odvodnění ložiska – střety zájmů s dalšími uživateli podzemních vod – vodní zdroje, minerální vody Zabývá se zvodněním ložisek nerostných surovin a spojitostí zvodnění ložiska a vedlejších hornin s celou hydrogeologickou strukturou. Ložiska nedotčená těžbou Přírodní režim podzemních vod ložiska - podklady pro projekt dolu: oblast nad důlním dílem Těžená ložiska Vliv dolu na režim podzemních vod • dopad těžby na hydrogeologickou strukturu • porovnává se aktuální stav s dřívějšími prognózami • provádějí se doplňkové hydrogeologické práce k upřesnění hydrogeologie ložiska • úpravy projektu odvodňování Přírodní režim Ovlivněný režim Ukončení těžby ložiska • Prognóza vývoje zatápění • Odhad rizika vývěrů důlních vod na povrch • Geochemický vývoj důlních vod následně vypouštěných či samovolně vytékajících na povrch