Hidrológiai tájékoztató, 1980

2. szám, október - Dr. Siposs Zoltán-Borbás László: Paleogén és neogén rétegvizek okozta problémák a bányászatban

letben tározódik és hidrosztatikai kapcsolatban áll a fekvőjében közvetlenül települő főkarsztvíztárolóval. Ez a többé-kevésbé kötött, nagyobbára vízkörnyezetben áthalmozott kőzet határozza meg a fekvőjében települt karsztból fakadó vízbetörések hozamát és gyakoriságát is, ami megszabja a bányavízvédelem alkalmazandó módját és a környezethatás mértékét. Vízszállítóképessége (kM) = 2,7- 10—'»/m

2/sec. A magasabb rétegtani helyzetű „formai homokos rétegvíztárolók szerepe a mélyművelésben sok esetben igen kedvezőtlen (Willems T., 1980). Jellemző példaként megemlítjük a dorogi XlX-es aknát, hol még a termelés beindítása előtt az alapvágat kihajtása során egy, a tektonikai törésből fakadó vízbetörés olyan nagymennyiségi „fornai" homokot hordott be a bányatérségbe, hogy az egész aknaüzem feltárási koncepcióját meg kellett változtatni. Ennek következtében a bányaüzem csak éves késéssel kezdhette el a termelést. Hasonló nehézségek merültek fel a dorogi IX-es és Xll-es aknánál is, hol szintén a paleogén rétegvíz úszóhomokos betörése nehezítette a termelő munkát. A rétegvíztároló kőzetek közé sorolhatók a vízdús rétegkarsztok is. Az eocén magasabb szintjeit képviselik a magasfedőben települt tengeri rétegkarsztok a kőzethasadékokban tárolt magasnyomású rétegkarsztvízzel. A bánya nyitólétesítményei — harántolva ezeket a kőzeteket — vízbetöréseket fakasztanak belőlük, számottevő továbbhajtási nehézséget, néha pedig időleges elfulladást okozva.Hasonló veszélyforrás az eocén barnakőszéntelepek közé'települt, néha 20 m vastagságot is meghaladó vízdús édesvízi mészkő is. E rétegkarsztok vízszállítási jellemzői az eocén-program bázisterületein: tengeri mészkő = (kM) = = 2,6 • 10—i/m

2/sec; telepek közötti édesvízi mészkő = (kM) = 1,2• 10—

4/m

2/

se

c (Willems, T., 1980). Az oligocén rétegvizek elsősorban nem a művelés, hanem az akna, illetve lejtősakna mélyítéseknél jelentenek problémát. Ilyen nehézségekkel számolni kell az új eocén bányák nyitólétesítményeinek kivitelezése során is. A legszámottevőbb problémát az oligocén összlét fekvőjében települt „bázis-homokösszlet" okozza. Az ebből fakadó vizek által előidézett kőzetmozgás következményeivel kell számolni. Az anyagkihordás miatti kőzetfeszültség-változások különleges vágatbiztosítási és hajtási technológiát, valamint előzetes vízvédelmi beavatkozást igényelnek. A sokszor kaolinos, agyagos kötőanyagú homok vízszállítási jellemzője: (kM) = = 2,7 • 10~

4/m

2/sec (Willems T„ 1980). A neogén rétegvízveszélyes bányák egy részénél is (Várpalota, Nógrád és Borsod) egy-egy úszóhomokos vízbetörés hetekre visszavetette a fejtési, illetve feltárási munkálatokat. Rendkívül megnehezíti mind a vágathajtási, mind a termelő munkát a néhány liter, illetve 10 1 nagyságrendű vízszivárgások okozta talpduzzadás. Környezetvédelmi és vízgazdálkodási szempontból is több probléma merül fel. Egyes bányáinkban fakadó rétegvizek (elsősorban Nógrád és Mecsek) már eredeti településükben is oly mértékben tartalmaznak egyes komponenseket, hogy szennyezik a befogadó vízfolyásokat és egyben megakadályozzák a kiemelt bányavíz esetleges hasznosítását is. Megnehezíti továbbmenően a kiemelt bányavíz hasznosítását az a körülmény is, hogy a bányászat a bizonytalan mennyiségű és minőségű bányavízre vonatkozóan tevékenységét a legnagyobb vízbiztonság mellett a lehető legkisebb vízemeléssel valósítja meg. Ugyancsak gátolja a vízhasznosítást az a körülmény, hogy — ellentétben a karsztvízveszélyes bányákkal — a bányavízemelés nem koncentrát és egy-egy helyen lényegesen kisebb mennyiségű. — Egyes területeken (pl. Gyöngyösvisonta) a megcsapolt pannóniai víztároló rétegek egyenlőtlen összenyomódásának hatására bekövetkező egyenlőtlen külszíni süllyedés miatt jelentős épületkárosodások keletkeznek. A neogén (miocén) rétegvízveszély a Dunántúlon a Várpalotai lignitbányászat számára okozza a legnagyobb problémát. A triász alaphegységre közvetlenül települ a miocén fás barnakőszéntelepes összlet. A triászon alsómiocén kavics és konglomerátum, melyen homok, homokkő és agyag rakódott le. Ez alkotja a széntelep közvetlen feküjét. A báyászat részére nehézséget okozó feküvízveszélyt hordozó víztároló a széntelep feküjében többnyire két padban települt homokréteg mely átlagvastagsága 8 m. A széntelep közvetlen feküjében agyag települ — átlag 5 m vastagságban —, mely védőrétegként működik és csökkenti a vízveszély mértékét. A felsőtriász dolomitra települő alsómiocén kavics és konglomerátum összlet közvetlenül érintkezik a főkarsztvíztárolóval. A felsőbb feküvíztároló homokrétegek pedig a medenceperemek környezetében szintén közvetlenül érintkezhetnek a főkarsztvíztárolóval. A medence belsejében az alaphegységi víztárolók és a szénfekű homokrétegei közötti kommunikáció már főleg tektonikai vonalakhoz kötött. A főkarsztvíztárolóval való hidraulikai kapcsolat a karsztvízből történő utánpótlódás csak fokozzák a nehézséget. A fekű miocén homokrétegben tárolt víz karsztvízeredetét a vízkémiai vizsgálatok is bizonyítják. A fekűhomok vize Ca—Mg hidrogénkarbonátos a fedőben települt homokrétegvize Na—K hidrogénkarbonátos és szulfáttartalma is lényegesen nagyobb. A (Ca + Mg) : (Na + K) egyenértékszázalék aránya tükrözi a fedő- és feküvizek jellegkülönbségét. A fekűhomok karsztvíz eredetű vizénél ez az arány általában 1 fölött van. A fekűhomokból származó vízbetörések vetők mentén jelentkeznek illetve a védőréteg elégtelensége miatt a talp hidraulikus törése okozza a víz és homok beáramlását. A nagy kezdeti hozammal induló vízbetörések eddigi legnagyobb értéke elérte a 10 m

3/p, az átlagérték azonban csak pár 100 l/p. A homokréteg hidrogeológiai paraméterei: szivárgási tényező k = 1,8 • 10—5 m/sec és a vízszállító képesség kM = 14,7 • 10-5 m

2/sec (BKI vizsgálatai: Schmieder A., Szilágyi G.) Az eddigi vízbetörések vizsgálata azt bizonyította, hogy azokon a területeken, ahol a fajlagos védőréteg értéke az 1,5 m/at-át elérte, vízbetörés nem történt. A védekezés a tapasztalati tényből kiidulva a nyomás alatti fekű homokréteg olyan mértékű feszültségmentesítését tűzte ki célul, hogy a feszültségmenesítés hatására a védőréteg fajlagos értéke elérje az 1,5 m/at értéket (Schmieder A., Szilágyi G., Havasi I., 1979). A bányából mélyített, szűrőzött csapoló fúrólyukak megfelelő számú telepítésével a fekű homokréteg vizének feszültségmentesítése oly mértékben megvalósítható, hogy a termelést gátló víz- és homokbetörések megelőzhetők. Az 1960-as években a várpalotai medencében is áttértek a robbanással és csákánnyal jövesztett frotfejéses technológiáról a korszerű, hidraulikus, páncélpajzsos fornitf ejtésre. A komplex gépesítési frontfejtések a víz- és homokbetörésekre, valamint ezek kísérő jelenségeire rendkívül érzékenyen reagálnak és a termelést mind menynyiségi, mind egyéb költség vonatkozásaiban rendkívüli mértékben és károsan befolyásolják. A Nógrádi Szénbányák területén előforduló rétegvízveszélyt a víz- és homokbetörés igen gyakran jelentős mennyiségű metán és széndioxid-gázbeármlással párosul. A 3 telepet magában foglaló barnakőszéntelepes összlet átlagos vastagsága 50 m. Feküjét a vízzáró, „alsó riolittufa" képezi, mely mind a rétegtani szintezés, mind a bányáskodás szempontjából vezérszintnek tekinthető. A széntelepes csoport fedőjében cardiumos, oncophorás agyagos, homokos rétegek, majd a mangános chlamysos homokkő települ, amely fokozatosan megy át a homokos, agyagos, „slírbe". 10