Ochrona przed wodą

24-04-2018

Jednym z najważniejszych zadań Kopalni Soli „Wieliczka” jest minimalizacja zagrożenia wodnego. Z wodą i jej niszczycielskim wpływem na sól wieliccy górnicy musieli zmagać się od początku istnienia kopalni. W dawnych wiekach do walki z żywiołem szli wyposażeni w cebry, kadzie i bulgi. - Dziś znacznie lepiej znamy budowę geologiczną złoża, a także mamy do dyspozycji nowoczesne technologie zapobiegające temu zagrożeniu. Jedną z nich jest uszczelnianie górotworu za pomocą iniekcji – mówi Jarosław Malik, Członek Zarządu ds. Technicznych Kopalni Soli „Wieliczka” S.A.

Wiedza…

Woda od zawsze stanowi poważny problem we wszystkich kopalniach soli na świecie. Słodka woda spoza złoża oraz nie w pełni nasycone solanki ługują, czyli rozpuszczają sól. O niszczycielskiej mocy wodnego żywiołu podziemna Wieliczka przekonała się w swej historii wielokrotnie – dość wymienić katastrofy wodne w poprzeczniach Kloski i Colloredo z lat 1868-1879, czy bliższą naszym czasom katastrofę wodną w poprzeczni Mina w 1992 roku.

Kopalnia Soli "Wieliczka"Obecnie działania kopalnia prowadzi w oparciu o powstałe w 2013 roku opracowanie „Aktualny stan zagrożenia wodnego wyrobisk Kopalni Soli „Wieliczka” wraz z określeniem koniecznego zakresu robót zabezpieczających dla ograniczenia wodnego”. Nad dokumentem tym pracował interdyscyplinarny zespół złożony ze specjalistów zajmujących się górnictwem, wiertnictwem, hydrogeologią górniczą. Przedsięwzięciem kierował Główny Instytut Górnictwa w Katowicach. Szczegółowo przeanalizowano dotychczasowy stan zagrożenia wodnego kopalni oraz stopień zaawansowania prac profilaktycznych. Dokument potwierdził również skuteczność dotąd stosowanego zabezpieczenia kopalni metodami górniczymi oraz ekranowania wyrobisk metodami iniekcji zaczynów uszczelniających.

…i działanie

- W Kopalni Soli „Wieliczka” zarejestrowanych jest 146 wycieków, na poziomach od I-szego do VIII-go, oraz rejestrowane są dopływy do 6 szybów czynnych i 3 nieczynnych (stan na 1 stycznia 2018 r.). Najwięcej wycieków koncentruje się wzdłuż północnej granicy złoża, za którą rozpościerają się zawodnione utwory chodenickie: to z nich pochodzi największe zagrożenie wodne kopalni – zauważa Krzysztof Brudnik, Główny Geolog i Zastępca Kierownika Działu Mierniczo-Geologicznego Kopalni Soli „Wieliczka” S.A. - Wody podziemne są ujmowane, a następnie odprowadzane na poziom VIII rozbudowaną siecią rurociągów. Ze znajdujących się tam zbiorników pompowane są na powierzchnię w rejon szybu Kościuszko – tłumaczy Krzysztof Brudnik. W pełni nasycona solanka służy do podsadzki hydraulicznej, z części wód kopalnianych uzyskuje się sól warzoną, zaś woda pochodząca z komory Layer II znajdującej się na głębokości ponad 200 m zasila tężnię. - Służba geologiczna kopalni prowadzi szczegółowy rejestr wycieków, w którym odnotowuje się m.in. ich wydatek oraz stopień nasycenia chlorkiem sodu (NaCl), wykonuje także bilans kopalnianych wód – dodaje Główny Geolog wielickiej kopalni.

Kopalnia Soli "Wieliczka"Najskuteczniejszym sposobem zabezpieczania kopalni przed wodą jest uszczelnianie górotworu. Mieszaniny uszczelniające, którymi są iniekty iłowo-cementowe, powstają w węźle ulokowanym na powierzchni przy szybie Kościuszko. Stąd rurociągami zatłacza się je w zabezpieczane rejony kopalni. Często też wytwarza się je w mieszalnikach w rejonie prowadzonych prac. Przed niekontrolowanym wdarciem się wód chroni kopalnię również podsadzka – zabezpiecza bowiem przed zawałami wyrobisk, które mogłyby w konsekwencji otworzyć drogę żywiołowi wprost do kopalni. - W ramach ograniczania zagrożenia wodnego i zawałowego zaplanowano na lata 2018-2027 m.in. prace zabezpieczające w rejonie poprzeczni Kloski i Colloredo na poziomach V i IV, w zachodniej części podłużni Gussmann na poziomie V i Kosocice na poziomie VI, w podłużni Schonweth na poziomie V, w polu odbudowy Russegger-Dunajewski, w poprzeczniach Tatary, Grubenthal, w zespole komór Layer i jego otoczeniu oraz w ługowniach otworowych Appelshoffen – wymienia Jarosław Malik.

Iniekcje doskonale sprawdzają się również przy ochronie przed wodą szybów dziennych. W ten sposób uszczelniono już szyby Kościuszko i Wilson. To samo czeka kolejne szyby - Paderewskiego oraz Bożą Wolę. Minimalizacja zagrożenia wodnego w zabytkowej kopalni to również bieżące prace utrzymaniowe, renowacja rurociągów, zbiorników. Pod ziemią pod poziomem VIII powstają dwa nowe zbiorniki solankowe, planuje się też nową pompownię główną na poziomie VIII. Z powierzchniowych prac niedawno wymieniono przy szybie Kościuszko zbiornik betonowy na stalowy, prowadzi się serwisowanie pomp, rozbudowę i modernizację infrastruktury technicznej (np. planowane są rezerwowe rurociągi tłoczne z solanki z poziomu VIII na powierzchnię).

Szczypta historii – bliższej…

Ogromne ilości szybko wdzierającej się do wyrobisk wody, materiał skalny, szlam błyskawicznie zatykający pompy – awaria w poprzeczni Mina niewątpliwie była dla kopalni i leżącego nad nim miasta trudnym doświadczeniem, niemniej czas pokazał, że również ważną lekcją dla całego górnictwa solnego oraz inspiracją do poszukiwania nowoczesnych metod radzenia sobie z zagrożeniem wodnym.

Już w roku 1995 powstała we współpracy z naukowcami m.in. z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Politechniki Śląskiej w Gliwicach oraz Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach „Kompleksowa koncepcja zabezpieczenia zabytkowej Kopalni Soli „Wieliczka” przed zagrożeniem wodnym”. Dokument przewidywał odtworzenie filara ochronnego od stropu złoża oraz wzdłuż jego północnej granicy poprzez uszczelnienie i wzmocnienie górotworu metodami iniekcji rurociągowej oraz otworowej. Zaproponowane rozwiązania zastosowano w kolejnych latach w stopniowym ograniczaniu dopływu do poprzeczni Mina. Wreszcie, w roku 2007, było możliwe zamknięcie wycieku. Najpierw zlikwidowano otwory drenażowe D-2 i D-3, a w roku 2012 wodoszczelnie zlikwidowano końcówkę chodnika na długości 36,5 m od czoła tamy wodnej. Kompleksowe zabezpieczenie Miny zostało pozytywnie zaopiniowane oraz przyjęte przez Komisję ds. Zagrożeń Wodnych działającą przy Głównym Instytucie Górnictwa, a powołaną przez prezesa Wyższego Urzędu Górniczego.

…i dalszej

Dawni górnicy nie mieli ani naszej wiedzy, ani technologii, zważywszy jednak na nieprzerwaną ponad 700-letnią historię wielickiej saliny, z wodą radzili sobie nie najgorzej. „Mokry problem” pojawił się już przy drążeniu pierwszych szybów wydobywczych – trzeba bowiem było przebić się przez warstwę uciążliwej kurzawki. Szyby obudowywano drewnem, a kurzawkę, czyli po staropolsku „zydz”, blokowano słomą. Spływająca po cembrzynie słodka woda ługowała ich otoczenie, co nieraz skutkowało uszkodzeniem obudowy szybu. To właśnie przytrafiło się m.in. Wodnej Górze, której przekrój stał się tak wąski, że w roku 1614 ledwo przezeń przechodziła jedna bulga (skórzany wór z żelazną obręczą służący do transportu solanek).

Kopalnia Soli "Wieliczka"W celu odwodnienia szybu w jego sąsiedztwie bito studnię, którą z szybem łączył upadowy chodnik zwany stułą. Woda gromadziła się w wykonanym w spągu podszybia rząpiu – zwykle starannie wyłożonym drewnem i uszczelnionym smołą. Wodę ściekającą po obudowie szybu wychwytywał system rynien oraz rur (tzw. piszczele) i odprowadzał prosto do stuły. Bezpośrednio nad studniami montowano zwykle drewniane kołowroty zwane hasplami. W wieku XVII próbowano przeszczepić na grunt wielicki zapożyczoną z kopalń kruszcowych pompę „paternoster” (kafar). Dopiero w XVIII stuleciu na szerszą skalę wprowadzono pompy wahadłowe, które pracowały nad szybowymi rząpiami.

Do odwadniania wyrobisk stosowano cebry, wiadra, kadzie, rząpia, a także system rur i rynien. W wielu miejscach kopalni wciąż można zobaczyć oryginalne ciągi odwadniające, które zbierały wodę z różnych jej rejonów. Głównym szybem odwadniającym w czasach staropolskich była Wodna Góra znana też jako Surowicza Góra. Tę funkcję przez pewien czas pełnił najpewniej również szyb Świętosławski.

W II połowie XVI wieku nastąpiło ograniczenie produkcji warzelniczej, w związku z czym coraz mniejszą wagę przykładano do odwadniania kopalni. Wodę zaczęto gromadzić w komorach – solanki stały m.in. Lipowcu, Rzepkach czy komorze Niedziałek. Dosycano je solnym rumoszem. W latach 20. XVIII wieku sporządzono projekty kompleksowego odwadniania podziemi. Za żupnictwa J. G. Borlacha wykonano szereg przebitek umożliwiających swobodny spływ wody, wykuto kolejne rząpia oraz zamontowano kolejne ciągi wodne. Ciężar odwadniania podziemi znów wzięła na siebie Wodna Góra. Szyb ten zasypano w latach 60. XIX wieku (decyzję podjęli austriaccy zarządcy kopalni w następstwie katastrofy wodnej „Kloski-Colloredo”), zaś jego zadanie przejął zgłębiony w roku 1790 Józef II (obecnie Kościuszko).

- Wycieki w kopalni nie zawsze jednak oznaczały dla górników katastrofę – zauważa Jerzy Przybyło, Geolog Górniczy Kopalni Soli „Wieliczka” S.A. - Około roku 1620 podczas drążenia chodnika z rejonu komory Smoleńsk w kierunku północnym napotkano na słodką wodę. Odkryty wówczas na poziomie I dopływ do dziś jest czynny - kontrolowany i odbierany jako kopalniane wycieki WI-36 i WI-37. To najstarszy zarejestrowany w wielickiej kopalni dopływ wody spoza granicy złoża.

Wyciek ten w XVII, XVIII i pierwszej połowie XIX wieku traktowano jako dobrodziejstwo. „To szczególne źródło wśród kopalni na pierwszem piętrze znajduje się w chodniku zwanym Na Zawodziu w głębokości 168 stóp paryzkich (pis. oryg.). Wyborna ta woda do picia pospolicie jest chłodną […]. Źródła tego nie tylko górnicy, ale i konie za napój używają, w znacznej bowiem ilości ustawicznie dopływa” – relacjonował w roku 1843 wybitny geolog Ludwik Zejszner. - W dzisiejszych czasach, po doświadczeniach katastrof wodnych z XIX i XX wieku, jednak inaczej patrzymy na słodką wodę w wielickiej kopalni, nie jest ona w niej pożądana - podsumowuje Jerzy Przybyło.


Biuletyn Informacji Publicznej