RUDNIČKE VODE I ŽIVOTNA SREDINA

Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragišić)

RUDNIČKE VODE I ŽIVOTNA SREDINA

Osnovi hidrogeologijeOsnovi hidrogeologije

XIVPOGLAVLJE


UTICAJ EKSPLOATACIJE I ODVODNJAVANJA LEUTICAJ EKSPLOATACIJE I ODVODNJAVANJA LEŽŽIIŠŠTA TA MINERALNIH SIROVINA NA MINERALNIH SIROVINA NA ŽŽIVOTNU SREDINUIVOTNU SREDINU

POJAM POJAM ŽŽIVOTNE SREDINE I HIDROSFEREIVOTNE SREDINE I HIDROSFERE

ŽŽivotna sredina.ivotna sredina. Pod Pod žživotnom sredinom podrazumeva se sve ono ivotnom sredinom podrazumeva se sve ono ššto nas to nas okruokružžuje, odnosno sve ono sa uje, odnosno sve ono sa ččime je direktno ili indirektno vezana ime je direktno ili indirektno vezana ččovekova ovekova žživotna i proizvodna aktivnost. ivotna i proizvodna aktivnost. ŽŽivotnu sredinu po svojoj strukturi moivotnu sredinu po svojoj strukturi možžemo emo posmatrati kao posmatrati kao ššestokomponentniestokomponentni sistem (sistem (PlotnikovPlotnikov i i RoginecRoginec, 1987, 1987))::

Atmosfera Atmosfera -- HidrosferaHidrosfera -- LitosferaLitosfera -- ZemljiZemljiššte te -- ŽŽivotinjski svet ivotinjski svet -- Biljni svetBiljni svet


Usled Usled tehnogenihtehnogenih aktivnosti koje se odvijaju u gornjim delovima zemljine kore aktivnosti koje se odvijaju u gornjim delovima zemljine kore ((geologeološška sredinaka sredina), neposredno pod uticajem in), neposredno pod uticajem inžženjerske delatnosti enjerske delatnosti ččoveka, oveka, usmerene na iskoriusmerene na iskoriššććavanje prirodnih resursa (leavanje prirodnih resursa (ležžiiššta mineralnih sirovina), ta mineralnih sirovina), dolazi do brojnih i raznovrsnih izmena dolazi do brojnih i raznovrsnih izmena žživotne sredine. U ogromnom kompleksu ivotne sredine. U ogromnom kompleksu industrijskog uticaja na industrijskog uticaja na ččovekovu okolinu, ovekovu okolinu, najrealnijanajrealnija opasnost za opasnost za biosferubiosferuZemlje predstavlja naruZemlje predstavlja naruššavanje hemijske ravnoteavanje hemijske ravnotežže, nesavre, nesavrššenom tehnologijom enom tehnologijom eksploatacije, transporta, prerade i pripreme razlieksploatacije, transporta, prerade i pripreme različčitih mineralnih sirovina.itih mineralnih sirovina.

EKSPLOATACIJA MINERALNIH SIROVINA I HIDROSFERAEKSPLOATACIJA MINERALNIH SIROVINA I HIDROSFERA

Eksploataciju leEksploataciju ležžiiššta mineralnih sirovina prati je ta mineralnih sirovina prati je niz negativnih pojavaniz negativnih pojava koje koje dovode do procesa degradacije dovode do procesa degradacije žživotne sredine i to u vidu iscrpljivanja resursa, ivotne sredine i to u vidu iscrpljivanja resursa, razaranja geolorazaranja geološške sredine, ke sredine, zagađivanja podzemnih i povrzagađivanja podzemnih i površšinskih voda i dr. inskih voda i dr. Eksploatacija metaliEksploatacija metaliččnih i nih i nemetalinemetaliččnihnih ruda i uglja nalaze se na prvom mestu u ruda i uglja nalaze se na prvom mestu u dugom lancu industrijske proizvodnje, a eksploatacija metalidugom lancu industrijske proizvodnje, a eksploatacija metaliččnih ruda polazenih ruda polazećći i od moguod moguććih razmera i nivoa zagađivaih razmera i nivoa zagađivačča a žživotne sredine, sigurno je najopasnija ivotne sredine, sigurno je najopasnija (Gruji(Grujićć, 1996). Naime mineralne sirovine po svojim prirodnim svojstvima, 1996). Naime mineralne sirovine po svojim prirodnim svojstvima sadrsadržže e organska i neorganska jedinjenja koja kao i otpad, zagorganska i neorganska jedinjenja koja kao i otpad, zagađuju prirodnu sredinuađuju prirodnu sredinu..


Zavisno od veliZavisno od veliččine leine ležžiiššta i primenjene metode eksploatacije, ta i primenjene metode eksploatacije, žživotna sredina ivotna sredina momožže biti ugroe biti ugrožžena na viena na višše nae naččina od koji su najvaina od koji su najvažžniji:niji:

formiranje deformacija loma u vidu pragova ugiba i smicanja u zoformiranje deformacija loma u vidu pragova ugiba i smicanja u zoni rudarskih ni rudarskih radova,radova,pojava gorskih udara usled izvođenja podzemnih rudarskih radovapojava gorskih udara usled izvođenja podzemnih rudarskih radova,,degradacija povrdegradacija površšine terena zahvaine terena zahvaććenih povrenih površšinskim inskim kopovimakopovima,,degradacija povrdegradacija površšine terena zahvaine terena zahvaććenih odlaganjem materijala rudne jalovine,enih odlaganjem materijala rudne jalovine,izmena prirodnog reljefa terena i dr. (izmena prirodnog reljefa terena i dr. (VuVuššoviovićć i i ViduloviVidulovićć, 1996)., 1996).

PodruPodruččje Bora i Velikog je Bora i Velikog KriveljaKrivelja predstavlja klasipredstavlja klasiččan primer degradacije an primer degradacije primarnog reljefa usled eksploatacije primarnog reljefa usled eksploatacije bakrovihbakrovih ruda i odlaganja rudne i ruda i odlaganja rudne i flotacijskeflotacijske jalovine.jalovine.


Svi navedeni procesi direktno ili indirektno utiSvi navedeni procesi direktno ili indirektno utičču na izmenu opu na izmenu opššteg vodnog teg vodnog bilansa i kvalitet podzemnih i povrbilansa i kvalitet podzemnih i površšinskih voda u inskih voda u šširoj i bliiroj i bližžoj okolini leoj okolini ležžiiššta. Pri ta. Pri analizi uticaja rudarskih radova na podzemne i povranalizi uticaja rudarskih radova na podzemne i površšinske vode, treba imati u inske vode, treba imati u vidu da u preobravidu da u preobražžaju aju hidrogeolohidrogeološškihkih uslova postoje tri etape:uslova postoje tri etape:

etapa pripreme leetapa pripreme ležžiiššta za eksploataciju,ta za eksploataciju,etapa neposredno posle zavretapa neposredno posle završšene eksploatacije iene eksploatacije ietapa stabilizacije novog etapa stabilizacije novog hidrogeolohidrogeološškogkog modela.modela.


UopUopššte uzev procesi vezani za kretanje i dreniranje podzemnih voda ite uzev procesi vezani za kretanje i dreniranje podzemnih voda i njihovo njihovo dejstvo na dejstvo na žživotnu sredinu mogu se svrstati u nekoliko grupa (ivotnu sredinu mogu se svrstati u nekoliko grupa (PlotnikovPlotnikov,1989):,1989):

odvodnjavanje leodvodnjavanje ležžiiššta i ta i okolorudnihokolorudnih stena,stena,procesi sekundarne konsolidacije procesi sekundarne konsolidacije izdreniranihizdreniranih stena,stena,sufoznosufozno--karstnikarstni procesi pri odvodnjavanju procesi pri odvodnjavanju karbonatnihkarbonatnih i drugih stena i drugih stena rastvorljivih u vodi,rastvorljivih u vodi,procesi pomeranja procesi pomeranja stenskihstenskih masa u zoni rudarskih aktivnosti,masa u zoni rudarskih aktivnosti,procesi procesi filtracionihfiltracionih deformacija stena na kosinama povrdeformacija stena na kosinama površšinskih otkopa,inskih otkopa,procesi procesi bubrenjabubrenja glinovitih i teglinovitih i teččenja peskovitih stena ienja peskovitih stena ihidrogeohemijskihidrogeohemijski procesi u zoni aeracije, neposredno u rudarskim radovima i procesi u zoni aeracije, neposredno u rudarskim radovima i rudnim rudnim jalovijalovišštimatima..

UTICAJ ODVODNJAVANJA NA UTICAJ ODVODNJAVANJA NA ŽŽIVOTNU SREDINUIVOTNU SREDINU

NajveNajvećći uticaj na izmene svojstava geoloi uticaj na izmene svojstava geološške sredine i ke sredine i žživotne sredine uopivotne sredine uopššte pri te pri eksploataciji leeksploataciji ležžiiššta mineralnih sirovina, ima odvodnjavanje leta mineralnih sirovina, ima odvodnjavanje ležžiiššta, odnosno ta, odnosno rudarskih radova.rudarskih radova. Pri intenzivnom odvodnjavanju menjaju se:Pri intenzivnom odvodnjavanju menjaju se:

hidrogeolohidrogeološškiki,,hidrolohidrološški,ki,morfolomorfološški iki ibiolobiološški uslovi.ki uslovi.

ODVODNJAVANJE LEODVODNJAVANJE LEŽŽIIŠŠTA I TA I ŽŽIVOTNA SREDINAIVOTNA SREDINA


Slika Slika XIVXIV..11. . ŠŠematski prikaz faza odvodnjavanja leematski prikaz faza odvodnjavanja ležžiiššta mineralnih sirovina ta mineralnih sirovina ((PlotnikovPlotnikov, 1989), 1989)

1. 1. aluvijalnialuvijalni ššljunkoviljunkovi i i peskovipeskovi; 2. ; 2. okolorudneokolorudne vodonosne stene; 3. nivo podzemnih vodonosne stene; 3. nivo podzemnih voda pre eksploatacije; 4. nivo podzemnih voda u prvoj fazi ekspvoda pre eksploatacije; 4. nivo podzemnih voda u prvoj fazi eksploatacije;loatacije;

5. nivo podzemnih voda u drugoj fazi eksploatacije; 6. izvor; 75. nivo podzemnih voda u drugoj fazi eksploatacije; 6. izvor; 7. rudarski radovi; . rudarski radovi; 8. pravac kretanja podzemnih voda8. pravac kretanja podzemnih voda

U procesu odvodnjavanja leU procesu odvodnjavanja ležžiiššta mineralnih sirovina vrta mineralnih sirovina vršši se dreniranje i se dreniranje podzemnih voda na jednoj znapodzemnih voda na jednoj značčajnoj povrajnoj površšini. Proces odvodnjavanja leini. Proces odvodnjavanja ležžiiššta ta mineralnih sirovina karakterimineralnih sirovina karakteriššu dve faze (u dve faze (slikaslika XIVXIV..11).).


Slika Slika XIVXIV..22. . GrafiGrafiččki prikaz poveki prikaz poveććanja povranja površšine depresionog levka u procesu ine depresionog levka u procesu eksploatacije i odvodnjavanja rudarskih radovaeksploatacije i odvodnjavanja rudarskih radova

((PlotnikovPlotnikov, 1989), 1989)


Intenzivno odvodnjavanje leIntenzivno odvodnjavanje ležžiiššta mineralnih sirovina i rudarskih radova uopta mineralnih sirovina i rudarskih radova uopššte, te, utiutičče na korenite izmene:e na korenite izmene:

hidrolohidrološškog rekog režžima lokalne hidrografske mreima lokalne hidrografske mrežže pri infiltraciji povre pri infiltraciji površšinskih voda u inskih voda u rudarske radove,rudarske radove,hidrodinamihidrodinamiččkogkog rerežžima podzemnih voda kada dolazi do promene nivoa, ima podzemnih voda kada dolazi do promene nivoa, gradijenta pritiska gradijenta pritiska filtracionogfiltracionog toka i toka i precrpljivanjaprecrpljivanja rezervi podzemnih voda,rezervi podzemnih voda,hidrohemijskoghidrohemijskog rerežžima podzemnih i povrima podzemnih i površšinskih voda pod uticajem inskih voda pod uticajem mineralizovanihmineralizovanih rudnirudniččkih voda i voda kih voda i voda jalovijalovišštata iigeodinamigeodinamiččkogkog rerežžima u sferi uticaja rudarskih aktivnosti i odvodnjavanja.ima u sferi uticaja rudarskih aktivnosti i odvodnjavanja.


Pri odvodnjavanju vodonosnih Pri odvodnjavanju vodonosnih karbonatnihkarbonatnih, hloridnih i , hloridnih i sulfatnihsulfatnih stena dolazi do stena dolazi do stvaranja stvaranja provalnihprovalnih vrtavrtačča na povra na površšini terena, deformacija povrini terena, deformacija površšine terena i ine terena i komunikacija, degradacije hidrografske mrekomunikacija, degradacije hidrografske mrežže i formiranja tipie i formiranja tipiččnog nog karstnogkarstnogreljefa (reljefa (slika slika VIII.5VIII.5). ).

SUFOZNOSUFOZNO--KARSTNI PROCESI PRI ODVODNJAVANJU KARSTNI PROCESI PRI ODVODNJAVANJU STENA RASTVORLJIVIH U VODISTENA RASTVORLJIVIH U VODI

Ovi procesi izazivaju deformacije povrOvi procesi izazivaju deformacije površšine terena sa ine terena sa ččestim stvaranjem pukotina, estim stvaranjem pukotina, ššto izaziva sleganje i oto izaziva sleganje i oššteteććenje objekata i komunikacija. Kao posledica sleganja enje objekata i komunikacija. Kao posledica sleganja terena vrlo terena vrlo ččesto nastaje esto nastaje zabarivanjezabarivanje terena u novonastalim uslovima.terena u novonastalim uslovima.

PROCESI SEKUNDARNE KONSOLIDACIJE IZDRENIRANIH PROCESI SEKUNDARNE KONSOLIDACIJE IZDRENIRANIH STENASTENA


Slika Slika XIXIV.V.33. . ŠŠematski prikaz pojave ematski prikaz pojave karstnokarstno--sufozionihsufozionih procesa u rudarskim radovima procesa u rudarskim radovima ((PlotnikovPlotnikov i i RoginecRoginec, 1987), 1987)

1. 1. karstifikovanikarstifikovani krekreččnjaci; 2. rastresita peskovitonjaci; 2. rastresita peskovito--glinovita glinovita zapunazapuna u u paleokarstnimpaleokarstnim vrtavrtaččama i ama i kanalima; 3. kanalima; 3. aluvijalnialuvijalni ššljunkoviljunkovi; 4. linija obru; 4. linija obruššavanja; 5. pravac kretanja rastresite (avanja; 5. pravac kretanja rastresite (tiksotropnetiksotropne) )

mase 6. podzemni rudarski radovi (jama); 7. nivo podzemnih voda mase 6. podzemni rudarski radovi (jama); 7. nivo podzemnih voda pre popre poččetka eksploatacije; etka eksploatacije; 8. nivo podzemnih voda u toku eksploatacije8. nivo podzemnih voda u toku eksploatacije


Kao negativni po Kao negativni po ččovekovu okolinu tokom eksploatacije ovekovu okolinu tokom eksploatacije ččvrstih mineralnih vrstih mineralnih sirovina, javljaju se sledesirovina, javljaju se sledećći procesi pomeranja i procesi pomeranja stenskihstenskih masa:masa:

zaruzaruššavanjeavanje rudarskih radova i neposredne krovine,rudarskih radova i neposredne krovine,obruobruššavanje iavanje ilomovi.lomovi.

Pored toga, pri podzemnoj eksploataciji mineralnih sirovina, javPored toga, pri podzemnoj eksploataciji mineralnih sirovina, javljaju se i procesi ljaju se i procesi nadimanja (nadimanja (bubrenjabubrenja) glinovitih masa, podzemni udari, prodori podzemnih voda i ) glinovitih masa, podzemni udari, prodori podzemnih voda i teteččljivihljivih masa, koji dodatno utimasa, koji dodatno utičču na izmenu prirodne sredine. U rezultatu u na izmenu prirodne sredine. U rezultatu navedenih procesa, na povrnavedenih procesa, na površšini se javlja sleganje terena. ini se javlja sleganje terena.

PROCESI POMERANJA STENSKIH MASA U ZONI PROCESI POMERANJA STENSKIH MASA U ZONI RUDARSKIH AKTIVNOSTIRUDARSKIH AKTIVNOSTI


U zoni aeracije i neposredno u rudarskim radovima i rudnim U zoni aeracije i neposredno u rudarskim radovima i rudnim jalovijalovišštimatima, odvijaju , odvijaju se se hidrogeohemijskihidrogeohemijski procesi pod uticajem degradacije pojedinih mineralnih procesi pod uticajem degradacije pojedinih mineralnih materija, materija, ššto za posledicu ima zagađivanje podzemnih i povrto za posledicu ima zagađivanje podzemnih i površšinskih voda u inskih voda u slusluččaju nekontrolisanog isticanja, odnosno odstranjivanja rudniaju nekontrolisanog isticanja, odnosno odstranjivanja rudniččkih voda iz kih voda iz rudarskih radova. Rudnirudarskih radova. Rudniččke vode koje se formiraju neposredno u rudarskim ke vode koje se formiraju neposredno u rudarskim radovima, pod uticajem procesa oksidacije rudnih minerala, radovima, pod uticajem procesa oksidacije rudnih minerala, ččesto zadobijaju esto zadobijaju izuzetnu izuzetnu mineralizacijumineralizaciju i nepovoljna hemijska svojstva i kao takve utii nepovoljna hemijska svojstva i kao takve utičču na u na zagađenje okolnih povrzagađenje okolnih površšinskih i podzemnih voda.inskih i podzemnih voda.

HIDROGEOHEMIJSKI PROCESIHIDROGEOHEMIJSKI PROCESI


Komponentehemijskog sastava Vrednosti

Organoleptička svojstvaTemperatura (oC) 8.8Boja BezMutnoća BistraProzračnost ProzračnaMiris Bez

Osnovni pokazatelji hemijskog sastavaUkupna mineralizacija (mg/l) 7009.2Električna provodljivost (μS/cm) 2400pH vrednost 2.83Eh (mV) 307Opšta tvrdoća (odH) 71.62Prolazna tvrdoća (odH) 0Stalna tvrdoća (odH) 71.62

Primarne makrokomponente (mg/l)Hloridi (Cl-) 10.20Hidrokarbonati (HCO3

-) 0.0Sulfati (SO4

2-) 5000.00Natrijum (Na+) 10.50Kalcijum (Ca2+) 360.00Magnezijum (Mg2+) 92.20Silicijum (SiO2) 107.8

Sekundarne makrokomponente (mg/l)

Kalijum (K) 6.30Gvožđe (Fe) 1080Bor (B) 0.04Stroncijum (Sr) 1.71Nitriti (NO2) 0.001Nitrati (NO3) 7.20

Mikrokomponente (mg/l)Bakar (Cu) 4.20Barijum (Ba) 0.01Cink (Zn) 22.60Aluminijum (Al) 248.60Arsen (As) 4.20Olovo (Pb) 0.60

Gasovi (mg/l)Rastvoren O2 2.5Rastvoren CO2 0.0

Tabela Tabela XIXIVV.1.1. . Tabelarni prikaz hemijskog Tabelarni prikaz hemijskog sastava podzemnih voda iz potkopa sastava podzemnih voda iz potkopa

““Gornja LipaGornja Lipa”” u istou istoččnoj Srbiji noj Srbiji (Dragi(Dragiššiićć, 1997), 1997)


Foto Foto XIVXIV.1.1. . Potkop Potkop ““Gornja LipaGornja Lipa”” u u istoistoččnoj Srbiji noj Srbiji


Obimna istraObimna istražživanja u SAD pokazuju da se u rudniivanja u SAD pokazuju da se u rudniččkim vodama nalazi veliki broj kim vodama nalazi veliki broj šštetnih elemenata, koji mogu da dospeju u slobodne tetnih elemenata, koji mogu da dospeju u slobodne vodotovodoto--kove ili pojedine kove ili pojedine izdani, ukoliko se ne preduzmu odgovarajuizdani, ukoliko se ne preduzmu odgovarajućće mere. U tabeli e mere. U tabeli VIII.2VIII.2. prikazani su . prikazani su elementi u rudnielementi u rudniččkim vodama lekim vodama ležžiiššta uglja, koji ta uglja, koji šštetno deluju na tetno deluju na žživotnu sredinu, ivotnu sredinu, a u a u tabeli tabeli VIII.3VIII.3.. elementi iz voda prethodno elementi iz voda prethodno izluizlužženihenih jalovijalovišštata..

Površinski kopovi Podzemna eksploatacijaElemenat Alkalne

vode Kisele vode Alkalne vode

Kisele vode

pH 7,6 6 7,7 6Fe 1520 45700 410 135000Mn 820 17700 76 4900Sb 6 - 2 2,5As 3 210 5 23Be 2 23 - 12Cd 14 98 14 6Cr 42 187 49 30Cu 20 150 14 82Pb 2,9 323 72 51Hg 1,09 1,3 0,7 0,51Ni 115 2020 57 400Se 6 17 3 34Ag 13 - - 5Ti 2 2 184 1Zn 80 6620 56 510

Tabela Tabela XIVXIV.2.2. . ProseProseččan sadran sadržžaj aj šštetnih tetnih i opasnih elemenata (i opasnih elemenata (μμg/l) u rudnig/l) u rudniččkim kim

vodama iz levodama iz ležžiiššta uglja u USAta uglja u USA(EPA, 1981; EPA, 1982; (EPA, 1981; EPA, 1982; GrGržžetietićć, 1996), 1996)


Parametar Broj proba

Srednja vrednost

Standardna devijacija

Alkalnost 186 787 1952Aluminijum 148 0,218 0,439

Antimon 140 0,105 0,768Arsen 186 0,469 0,874Barijum 179 0,042 0,095Berilijum 148 0,057 0,145Bizmut 148 0,308 1,945

Kadmijum 186 0,100 0,245Kalcijum 182 245 342Hloridi 183 674 1093Hrom 180 0,343 0,816Kobalt 148 1,885 3.127Bakar 182 158 570Fluor 186 26,72 79,12

Galijum 148 0,013 0,070Gvožđe 182 373 1076Olovo 186 0,029 0,217Litijum 148 0,354 1,006

Magnezijum 181 628 1742Mangan 179 12,05 33,94

Živa 184 1,194 2,901

Molibden 148 6.770 23.447Nikl 148 1,026 2,618

Nitrati 186 55,36 70,17Fosfati 148 99,61 258,76Kalijum 182 42,29 85,74

Skandijum 146 0,078 0,195Selen 186 1,597 5,054

Srebro 178 1,695 5,974Natrijum 182 680 603

Stroncijum 148 3,757 4,869Sulfati 186 7956 19473Talijum 148 0,006 0,029

Kalaj 148 0,074 0,805Titan 148 0,627 1,801

Vanadijum 129 0,037 0,115Cijanidi 183 63,22 83,65

Cink 181 12,33 77,52pH 186 8,71 2,70

Ukupne rastvorene

materije180 16953 35942

Tabela Tabela XIVXIV.3.3. . Rezultati hemijskih ispitivanja Rezultati hemijskih ispitivanja vavažžnijih zagađivanijih zagađivačča u rudnia u rudniččkim vodama kim vodama

izluizlužženihenih rudnih rudnih jalovijalovišštata (EPA, 1990)(EPA, 1990)


NajNajččeeššćće se u procesu eksploatacije i e se u procesu eksploatacije i flotiranjaflotiranja ččvrstih mineralnih sirovina vrstih mineralnih sirovina emituju sledeemituju sledećći elementi, i elementi, šštetni i opasni po tetni i opasni po žživotnu sredinu: ivotnu sredinu: As, Be, Cd, As, Be, Cd, CuCu, , AgAg, , MnMn, , PbPb, Se, U, Se, U i i ZnZn ((Ferguson, 1982, Ferguson, 1982, GrGržžetietićć, 1996, 1996))..


NajNajččeeššćće se javljaju na kosinama povre se javljaju na kosinama površšinskih otkopa gde dovode do deformacija inskih otkopa gde dovode do deformacija kosina i stvaranja klizikosina i stvaranja kliziššta. U toku eksploatacije leta. U toku eksploatacije ležžiiššta primenom povrta primenom površšinske inske metode otkopavanja, metode otkopavanja, ččesto se javljaju neesto se javljaju nežželjeni efekti u vidu rueljeni efekti u vidu ruššenja pojedinih enja pojedinih etaetažža na povra na površšinskim otkopima (Iliinskim otkopima (Ilićć, Kova, Kovaččevievićć i i HađiuHađiu, 1987). Ru, 1987). Ruššenja su enja su izazvana neadekvatnom tehnologijom otkopavanja, odnosno odvodnjaizazvana neadekvatnom tehnologijom otkopavanja, odnosno odvodnjavanja, vanja, ššto to izaziva poveizaziva poveććano naprezanje uz istovremeno smanjenje ano naprezanje uz istovremeno smanjenje ččvrstovrstoćće materijala. Kod e materijala. Kod analize stabilnosti kosina na povranalize stabilnosti kosina na površšinskim otkopima, veoma vainskim otkopima, veoma važžan uticaj ima an uticaj ima veliveliččina ina porneporne vode. Sve suvivode. Sve suviššne vode potrebno je otkloniti određenim rene vode potrebno je otkloniti određenim režžimom i imom i tehnologijom odvodnjavanja, pri tehnologijom odvodnjavanja, pri ččemu treba voditi raemu treba voditi raččuna da prilikom una da prilikom odvodnjavanja ne dođe do neodvodnjavanja ne dođe do nežželjenih efekata kao eljenih efekata kao ššto su: to su:

hidraulihidrauliččki lomovi, ki lomovi, likvifakcijalikvifakcija i i sufozijasufozija..

Uticaj vode na fiziUticaj vode na fiziččkoko--mehanimehaniččka svojstva radne sredine, kao i posledica tog ka svojstva radne sredine, kao i posledica tog uticaja na neke stene u podzemnoj i povruticaja na neke stene u podzemnoj i površšinskoj eksploataciji, zavisi pre svega inskoj eksploataciji, zavisi pre svega od prirode radne sredine, od prirode radne sredine, ininžžinjerskoinjersko--geologeološških prilika lekih prilika ležžiiššta i tehnologije ta i tehnologije izvođenja radovaizvođenja radova

PROCESI FILTRACIONE DEFORMACIJE STENAPROCESI FILTRACIONE DEFORMACIJE STENA


ZAZAŠŠTITA OD RUDNITITA OD RUDNIČČKIH VODAKIH VODA

SuSušština zatina zašštite prirodne sredine od zagađivatite prirodne sredine od zagađivačča koji se razvijaju tokom a koji se razvijaju tokom eksploatacije i odvodnjavanja leeksploatacije i odvodnjavanja ležžiiššta mineralnih sirovina, sastoji se u tome da se ta mineralnih sirovina, sastoji se u tome da se spresprečče i umanje e i umanje degradacionidegradacioni i i oksidacionioksidacioni procesi u samom leprocesi u samom ležžiišštu, a koji su tu, a koji su potpomognuti najvepotpomognuti najveććim delom prisustvom vode. Adekvatnim odvodnjavanjem i im delom prisustvom vode. Adekvatnim odvodnjavanjem i smanjenjem priliva voda u neko lesmanjenjem priliva voda u neko ležžiiššte, mogu se usporiti te, mogu se usporiti degradacionidegradacioni procesi i procesi i na taj nana taj naččin umanjiti efekti zagađivanja in umanjiti efekti zagađivanja žživotne sredine. ivotne sredine.

Među merama koje se predlaMeđu merama koje se predlažžu za zau za zašštitu titu žživotne sredine od ivotne sredine od šštetnog dejstva tetnog dejstva rudnirudniččkih voda, treba istakih voda, treba istaćći sledei sledećće:e:

sprespreččavanje priliva voda u zonu leavanje priliva voda u zonu ležžiiššta i rudarskih radova ta i rudarskih radova predodvodnjavanjempredodvodnjavanjem i i drugim merama drugim merama ččime bi se izbeglo pogorime bi se izbeglo pogorššanje njihovog kvaliteta, a iste bi se anje njihovog kvaliteta, a iste bi se mogle koristiti u odgovarajumogle koristiti u odgovarajućće svrhe (kao pijae svrhe (kao pijaćće, tehnie, tehniččke, za navodnjavanje i sl.),ke, za navodnjavanje i sl.),mehanimehaniččko preko preččiiššććavanje, odnosno odvajanje avanje, odnosno odvajanje nerastvornihnerastvornih materija,materija,hemijska i biohemijska obrada,hemijska i biohemijska obrada,tehnolotehnološška obrada iscrpljenih rudnika obrada iscrpljenih rudniččkih voda u cilju izdvajanja pojedinih korisnih kih voda u cilju izdvajanja pojedinih korisnih komponenata koja obuhvata mehanikomponenata koja obuhvata mehaniččko, hemijsko, bioloko, hemijsko, biološško ili kombinovano ko ili kombinovano prepreččiiššććavanje,avanje,utvrđivanje adekvatnih mera zautvrđivanje adekvatnih mera zašštite pri odlaganju rudne tite pri odlaganju rudne jalojalo--vine.vine.


Pre ispuPre ispušštanja u povrtanja u površšinske inske vodotokovevodotokove, rudni, rudniččke vode moraju ke vode moraju nekim od pomenutih postupaka biti nekim od pomenutih postupaka biti dovedene do nivoa kvaliteta koji nedovedene do nivoa kvaliteta koji nećće e negativno uticati na negativno uticati na žživotnu sredinu.ivotnu sredinu.

U U tabelitabeli XIV.4XIV.4 dat je procentualni dat je procentualni uuččinak pojedinih metoda inak pojedinih metoda prepreččiiššććavanja rudniavanja rudniččkih voda nakon kih voda nakon ččega bi se one mogle slobodno ega bi se one mogle slobodno ispuispušštati u retati u reččne tokove, odnosno u ne tokove, odnosno u proces kruproces kružženja vode u prirodi, neenja vode u prirodi, ne zagađujuzagađujućći i žživotnu sredinu ivotnu sredinu ((KlimenkoKlimenko, 1991, 1991).).

Na konkretnim primerima, prikazani Na konkretnim primerima, prikazani su procesi prerade kiselih rudnisu procesi prerade kiselih rudniččkih kih voda nekih rudnih levoda nekih rudnih ležžiiššta. ta.

SastavSastav(komponente)(komponente)

MehaniMehaniččkoko

ččiiššććenjeenje

HemijskHemijskaa

obradaobrada

ElektrodijaElektrodijalizaliza

JonskJonskaa

izmenizmenaa

ReversReversnana

osmozaosmoza

Suvi ostatakSuvi ostatak 55 3030 8585 8080 8585

SuspendovaneSuspendovanematerijematerije 6060 5050 9595 8080 9595

Litijum Litijum (Li)(Li) 33 9090 8080 8585 9090

StroncijumStroncijum(Sr)(Sr) 33 9595 9090 9090 9595

Bor Bor (B)(B) 55 3535 1010 9090 7575

Jod Jod (J)(J) 33 2020 6060 9595 8585

Brom Brom (Br)(Br) 33 4545 6060 9595 8585

GvoGvožžđe đe ((FeFe)) 3030 6060 9090 8080 9595

Mangan Mangan ((MnMn)) 55 6565 3030 8080 9595

Cink Cink ((ZnZn)) 33 9090 3030 8080 8585

Barijum Barijum (Ba)(Ba) 33 8585 9595 9595 9595

Fluor Fluor (F)(F) 22 9999 1010 8080 9090

Olovo Olovo ((PbPb)) 33 9595 3030 8080 9595

Bakar (Bakar (CuCu)) 33 8080 3030 8080 9595

Arsen Arsen (As)(As) 22 8080 3030 8080 8585

ŽŽiva (iva (HgHg)) 55 4040 3030 8080 8585

Selen (Se)Selen (Se) 33 8080 3030 9999 8585

Hrom (Hrom (CrCr)) 33 6060 3030 8080 8585

Srebro Srebro ((AgAg)) 55 9595 3030 8585 8585

KadmijumKadmijum (Cd)(Cd) 33 8585 3030 8080 8585

Tabela Tabela XIVXIV..44. . Efekat preEfekat preččiiššććavanja ukupnih avanja ukupnih rudnirudniččkih voda primenom razlikih voda primenom različčitih itih

metoda u % (metoda u % (KlimenkoKlimenko, 1991), 1991)


KORIKORIŠŠĆĆENJE RUDNIENJE RUDNIČČKIH VODAKIH VODA

RudniRudniččke vode leke vode ležžiiššta mineralnih sirovina uopta mineralnih sirovina uopššte, predstavljaju integralnu te, predstavljaju integralnu karakteristiku svih prirodnih i karakteristiku svih prirodnih i antropogenihantropogenih procesa koji se deprocesa koji se deššavaju u zoni avaju u zoni leležžiiššta i rudarskih radova. Pored toga ta i rudarskih radova. Pored toga ššto u veto u veććini leini ležžiiššta predstavljaju problem ta predstavljaju problem pri eksploataciji, rudnipri eksploataciji, rudniččke vode, a posebno vode sulfidnih leke vode, a posebno vode sulfidnih ležžiiššta, zbog svog ta, zbog svog specifispecifiččnog nog hemizmahemizma agresivno deluju na beton i metalnu opremu, a vrlo agresivno deluju na beton i metalnu opremu, a vrlo ččesto esto predstavljaju i izvor zagađenja povrpredstavljaju i izvor zagađenja površšinskih i podzemnih voda. inskih i podzemnih voda.

U fazi prethodnog odvodnjavanja ili odvodnjavanja uopU fazi prethodnog odvodnjavanja ili odvodnjavanja uopššte, podzemne vode te, podzemne vode mogu biti iskorimogu biti iskoriššććene za razliene za različčite potrebe, ite potrebe, ukoliko se one zahvataju pre njihovog ukoliko se one zahvataju pre njihovog kontakta sa rudarskim radovimakontakta sa rudarskim radovima i time sprei time spreččava njihova kontaminacija. Pored ava njihova kontaminacija. Pored vodosnabdevanja, rudnivodosnabdevanja, rudniččke vode mogu biti ke vode mogu biti korikoriššććene za navodnjavanje ene za navodnjavanje obradivih povrobradivih površšina, tehniina, tehniččke vode u flotacijama i separacijama rude i drugoke vode u flotacijama i separacijama rude i drugo..

RudniRudniččke vode, ke vode, pored vodosnabdevanja pijapored vodosnabdevanja pijaććim i tehniim i tehniččkim vodamakim vodama mogu namogu naćći i primenu i za primenu i za industrijsko dobijanje iz njih rastvorenih soli i metalaindustrijsko dobijanje iz njih rastvorenih soli i metala. Isto tako, one . Isto tako, one se mogu koristiti u se mogu koristiti u balneolobalneološškeke svrhesvrhe i za dobijanje i za dobijanje geotermalne energijegeotermalne energije..

NajNajččeeššćća primena rudnia primena rudniččkih voda u velikim rudarskim centrima je u kih voda u velikim rudarskim centrima je u preradi rude preradi rude u u flotacijskimflotacijskim postrojenjima, topionicama i postrojenjima, topionicama i žželezaramaelezarama, odnosno u onim procesi, odnosno u onim procesi--ma koji su neposredno vezani za dati rudarski kompleks.ma koji su neposredno vezani za dati rudarski kompleks.


Na primeru Na primeru rudnika uglja u Poljskojrudnika uglja u Poljskoj (rudnik (rudnik RibnikRibnik), prikazano je kori), prikazano je koriššććenje enje geotermalne energije na rageotermalne energije na raččun rudniun rudniččkih voda. Lekih voda. Ležžiiššte uglja zalete uglja zaležže dosta e dosta duboko, pri duboko, pri ččemu je usled odvodnjavanja u pojedinim rudnicima stvorena emu je usled odvodnjavanja u pojedinim rudnicima stvorena depresija i do 1000 depresija i do 1000 mm dubine. Rudnidubine. Rudniččke vode koje se crpe iz rudarskih radova ke vode koje se crpe iz rudarskih radova odlikuju se loodlikuju se loššim kvalitetom, ali se i pored toga, ispuim kvalitetom, ali se i pored toga, ispušštaju u retaju u reččne tokove ne tokove zagađujuzagađujućći ih. Pre stupanja u rudarske radove podzemne vode imaju malu i ih. Pre stupanja u rudarske radove podzemne vode imaju malu mineralizacijumineralizaciju (<0,3 (<0,3 g/lg/l), ), ššto ih svrstava u prvu kategoriju po kvalitetu. to ih svrstava u prvu kategoriju po kvalitetu. Temperatura voda koje se pojavljuju u rudarskim radovima kreTemperatura voda koje se pojavljuju u rudarskim radovima krećće se između e se između 50 i 50 i 60 60 °°CC. Da bi se iskoristila temperatura rudni. Da bi se iskoristila temperatura rudniččkih voda, akih voda, a smanjila zagađenost smanjila zagađenost, , pristupilo se pristupilo se projekprojek--tu koritu koriššććenja geotermalne energije iz njih na sledeenja geotermalne energije iz njih na sledećći nai naččin in ((slika slika X.1X.1). ).

RudniRudniččke vode iz bunara sa oznakom 4, nakon iskorike vode iz bunara sa oznakom 4, nakon iskoriššććavanja toplote, avanja toplote, snisnižžavanjem avanjem tempereturetempereture sa 60sa 60 °°CC na 20 na 20 °°CC, ponovo se utiskuju u bunare sa , ponovo se utiskuju u bunare sa oznakom 5, obzirom da su iz pravca bunara sa oznakomoznakom 5, obzirom da su iz pravca bunara sa oznakom 5 konstatovani glavni 5 konstatovani glavni doticaji voda prema rudarskim radovima (doticaji voda prema rudarskim radovima (rasednerasedne zone). Ovakvom zone). Ovakvom recirkulacijomrecirkulacijom voda dobijena je geotermalna energija uz istovremeno smanjenje voda dobijena je geotermalna energija uz istovremeno smanjenje negativnog uticaja na negativnog uticaja na žživotnu sredinu.ivotnu sredinu.


Slika Slika XIVXIV..44. . ŠŠematski prikaz cirkulacije termalnih voda u podruematski prikaz cirkulacije termalnih voda u područčju rudnika ju rudnika uglja (uglja (BiedrzyckiBiedrzycki, 1991), 1991)

1. 1. kvartarnikvartarni sedimenti; 2. sedimenti; 2. tercijarnitercijarni i i trijaskitrijaski sedimenti; 3. karbonski sedimenti;sedimenti; 3. karbonski sedimenti;4. eksploatacioni bunar; 5. injekcioni bunari; 6. dotok vode; 4. eksploatacioni bunar; 5. injekcioni bunari; 6. dotok vode;

7. depresioni levak; 8. toplotni 7. depresioni levak; 8. toplotni fluksfluks


Elemenat Minimalna industrijska koncentracija (mg/l)

Jod (J) 10Brom (Br) 200Litijum (Li) 10

Rubidijum (Rb) 1Cezijum (Cs) 0,5

Stroncijum (Sr) 300Magnezijum (Mg) 1000

Kalijum (K) 100Gvožđe (Fe) 50Arsen (As) 5Fluor (F) 500

Germanijum (Ge) 0,02Molibden (Mo) 0,1

Titan (Ti) 10Aluminijum (Al) 100

Bakar (Cu) 50Cink (Zn) 50

Olovo (Pb) 1Kobalt (Co) 0,1

Nikl (Ni) 1

Da bi se rudniDa bi se rudniččke vode koristile u ke vode koristile u tehnolotehnološškom procesu dobijanja kom procesu dobijanja pojedinih elemenata, treba dpojedinih elemenata, treba da a ispunjavaju određene uslove ispunjavaju određene uslove ((tabela tabela XXIVIV..55).).

Tabela Tabela XIV.XIV.55. . Minimalne Minimalne industrijske koncentracije industrijske koncentracije elemenata u rudnielemenata u rudniččkim vodama kim vodama ((KlimenkoKlimenko, 1991), 1991)

Documents

RUDNIČKE VODE I ŽIVOTNA SREDINA