Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Rekultivace odvalu dolu Tuchlovice

 |  8. 12. 2011
 |  Vesmír 90, 716, 2011/12
komerční prezentace

Palivový kombinát Ústí, státní podnik, se mimo jiné zabývá zahlazováním následků hornické činnosti. Na Kladensku zejména likvidací nezajištěných opuštěných hlavních důlních děl ( jam a štol), propadů a trhlin nad poddolovaným územím a rekultivací odvalů vzniklých po hlubinném dobývání uhlí. Jedním z nich je i odval Tuchlovice, který byl součástí dolu Tuchlovice (dříve důl Nosek). Zde byl r. 2002 definitivně zastaven provoz a těžba ukončena, v celé historii dolu bylo vytěženo 34 mil. tun černého uhlí.

Stav odvalu před zahájením rekultivačních prací

Hlušinový odval bývalého dolu Tuchlovice vznikl roku 1941, v době, kdy nebyla nijak zvlášť sledována technologie sypání velkých zemních těles. Tehdy běžně používaným způsobem bylo sypání na plochu bez dalšího upravování či hutnění. Ukládání hmot na odval bylo ukončeno r. 1997 v souvislosti s převedením těžby na důl Schoeller. Těleso odvalu mělo tvar nepravidelného komolého kužele o výšce 74 m, objemu téměř 5 mil. m3 a zabíralo plochu 18,5 ha. Odval má typické heterogenní složení s rozhodujícím podílem hlušiny. Zastoupeny jsou nejrůznější horninové typy, odpovídající vrstevnímu sledu těženého ložiska (pískovce, jílovce, arkozy ap.) s proměnlivým obsahem uhelné hmoty a příměsí ostatních materiálů (dřevo, kovy, stavební suť). V těsné blízkosti východní části odvalu byla v průběhu provozování dolu vytvořena obrovská deponie uhelných kalů o objemu téměř 519 000 m3. Uhelné kaly přímo přiléhaly na svahy odvalu.

Svahy odvalu nebyly dostatečně upravovány a odpovídaly sypným úhlům ukládaného materiálu, navíc byly porušeny výraznými erozními rýhami hlubokými až několik metrů. V řadě případů byly příčinou lokálních sesuvů. Na základě stabilitních výpočtů bylo zjištěno, že svahy nevyhovují požadavkům báňských předpisů, neboť není zabezpečena jejich trvalá stabilita. Odval bylo nutno považovat za dlouhodobě nestabilní. Na jihovýchodní straně byla navíc zjištěna i místa s projevy hoření.

Průzkum termické aktivity odvalu

Hlavním cílem průzkumu bylo zjistit obsah uhelné hmoty a současně identifikovat projevy, rozsah a intenzitu termických procesů probíhajících uvnitř odvalu. Čtyřicet průzkumných vrtů bylo rozmístěno přibližně ve čtvercích o vzdálenosti 50 × 50 m. Byly vrtány do hloubky 20 m a čtyři z nich přes celou mocnost odvalu. Následně byly vyhodnoceny profily vrtů a odebrány vzorky vrtných jader k analýzám. U všech vzorků se zjišťoval obsah vody, popela a uhelné hmoty v sušině. Vybrané vzorky byly podrobeny geomechanickým testům potřebným k posouzení stability svahů. Po ukončení průzkumu bylo vybráno deset vrtů pro dlouhodobé sledování procesů probíhajících v odvalu.

Ve vzorcích vrtných jader byl zjištěn relativně vysoký obsah uhelné hmoty – v průměru více než 18 %. Toto množství za příznivých reakčních podmínek, zejména při vstupu vzdušného kyslíku a nedostatečném odvádění tepla, umožňuje „zahoření odvalu“. Měřené teploty ve vrtech se pohybovaly v rozmezí 20–90 °C, z čehož je zřejmé, že v odvalu dosud nedošlo k významnému rozvoji termických procesů. Nejvyšší teploty panovaly na návětrném západním svahu. Relativně vyšší teploty byly naměřeny také ve vrtech v blízkosti výrazných erozních rýh, které zřejmě umožnily průnik vzduchu do odvalu.

Účel rekultivačních prací, pohled ochránců přírody

Účelem rekultivačních prací bylo zajistit trvalou stabilitu svahů a zastavit a utlumit počínající termické procesy s cílem eliminovat možnost zahoření v budoucnu. V tomto smyslu byla zpracována projektová dokumentace. Navrhovala snížit stávající temeno odvalu o 20 metrů, zmírnit sklon svahů odkopem materiálu a zajistit jejich stabilizaci třemi zátěžovými lavicemi. Přebytečná odtěžená hlušina měla být použita na dotvarování severozápadního svahu. Po uvedených úpravách měl být odval překryt 0,5m vrstvou inertního popílkového stabilizátu. Tato těsnící vrstva měla zabránit přístupu vzdušného kyslíku do tělesa odvalu. Jako závěrečná krycí vrstva byla navržena zemina o tloušťce 1 m. Biologická rekultivace byla řešena založením travního porostu s následnou výsadbou keřů s mělkým kořenovým systémem.

Při veřejnoprávním projednávání před zahájením stavby narazilo toto technické řešení na odpor ze strany orgánů ochrany přírody a odborníků v oblasti ochrany přírody. Jejich představa byla ponechat haldy většinou ve stavu, v jakém byly nasypány, nechat je přirozeně zarůstat. Jakékoliv rekultivační práce považovali nejen za zbytečné, ale přímo škodlivé. Při složitých jednáních jedna strana vysvětlovala nutnost a povinnost napravit nebezpečný stav odvalu a uvést odval do souladu s požadavky báňských předpisů. Druhá strana argumentovala ochranou cenných druhů rostlin a živočichů, v některých případech zákonem chráněných. Nakonec došlo k dohodě a odborníci v oblasti ochrany přírody se začali podílet na aktualizaci projektové dokumentace. Projektanti měli za úkol zapracovat všechny jejich připomínky, návrhy a doplňky, ale s podmínkou, že budou dodržena příslušná ustanovení báňských předpisů. Tak vznikl a následně byl zrealizován zajímavý projekt, v němž se podařilo skloubit tradiční rekultivační metody s představami ochránců přírody.

Postup prací

Práce byly zahájeny odtěžením uhelných kalů v těsné blízkosti východních svahů odvalu. Zhruba 150 000 m3 bylo odvezeno mimo lokalitu k dalšímu využití. Dalších 369 000 m3 bylo vzhledem k vysokému procentu uhelné hmoty uloženo do dvou izolovaných kazet vytvořených v blízkosti odvalu, aby se zabránilo přístupu vzdušného kyslíku a případnému samovznícení. Nyní jsou kazety součástí nově vytvořeného rekultivovaného odvalu. Další práce spočívaly v přetvarování tělesa odvalu, aby bylo docíleno bezpečných svahů a jejich trvalé stability. Tvarování přísypem materiálu po obvodu odvalu nebylo možné, neboť odval v jižní a jihozápadní části přímo souvisí s cizími pozemky. Byl tedy odtěžen materiál z horních partií a přesypán na severovýchod. Celkový objem přemístěného materiálu dosáhl téměř 1 300 000 m3. Svahy bylo nutno rozdělit na čtyři etáže tak, aby vyhovovaly potřebám použité technologie a odvodňovacím prvkům. Všechny plošiny jsou propojeny na východním svahu cestami. Plošiny mají severovýchodní sklon kvůli odvedení povrchových vod do stávající vodoteče.

Vrtným průzkumem byla zjištěna ohniska zvýšené teploty v západní části. Tato část proto byla zatěsněna proti průniku kyslíku dvěma vrstvami minerálního jílu o celkové mocnosti 0,45 m. Ostatní plochy byly pokryty pouze inertní hlinitou zeminou o mocnosti 0,9 m a celkové ploše 117 000 m2. Západní část odvalu, kde bylo použito jílovité těsnění, byla z důvodu zachování přírodního prostředí pro floru a faunu překryta závěrečnou krycí vrstvou netříděné haldoviny o mocnosti 0,9 m a celkové ploše 131 000 m2. Haldovinou bylo pokryto temeno, svahy i plošiny. Na temeni odvalu byla navážkou vytvořena vyhlídka cca 3 m vysoká. Dále zde bylo navezeno několik hromad kamení a haldoviny a pokácené dřeviny, aby vznikly úkryty pro živočichy.

Povrchovou vodu odvádí soustava odvodňovacích patních příkopů o celkové délce 6091 m. Jsou vybudovány u hrany jednotlivých etáží a u paty odvalu a napojeny na svodné příkopy o délce 332 m, které odvádějí vodu do stávající vodoteče na jihovýchodním okraji stavby. Příkopy jsou zpevněny násypem kameniva. Na jednotlivých etážích jsou na styku příkopů vybudovány umělé tůně s přepady. Na základě požadavku orgánů ochrany přírody byly v rámci možností po obvodu rekultivovaného odvalu vyhloubeny mělké tůňky jako vhodný biotop pro obojživelníky. Soustava mělkých vodních ploch byla vytvořena také na temeni a na všech etážích.

Plochy při patě severní části odvalu byly osázeny dřevinami. Vznikl přechodový pás mezi odvalem a pozemky bývalého areálu dolu Tuchlovice. Plochy, kde byla jako závěrečná krycí vrstva použita zemina, byly zatravněny a nepravidelně osázeny dřevinami různých druhů. Temeno odvalu a plochy s haldovinou jako závěrečnou krycí vrstvou (12,53 ha) byly ponechány spontánnímu vývoji. Celková plocha biologické rekultivace je 28,45 ha.

Protierozní opatření

Na dokončených svazích pokrytých haldovinou a ponechaných přirozené sukcesi se po několika měsících objevilo množství erozních rýh hlubokých 15–20 cm. Haldovina je k erozi velmi náchylná a sporadická vegetace nestačila erozním projevům zabránit. Další prohlubování erozních rýh by mohlo v budoucnu výrazně poškodit krycí vrstvu a narušit jílové těsnění. Do tělesa odvalu by mohl vniknout kyslík a způsobit zahoření. Na všechny svahy, které byly pokryty haldovinou, proto byly položeny protierozní kokosové sítě (GEOTEX HT 400 g s životností pět let), které byly přichyceny k podkladu ocelovými skobami. Celkem bylo pokryto 101 556 m2 plochy.

Na severní a východní svahy byl aplikován celoplošně hydroosev se speciální bylinnou směsí určenou pro živinově chudou haldovinu. Po rozpadu kokosových sítí by měly být svahy již dostatečně zpevněny a pravděpodobnost vzniku dalších erozí minimalizována. Jižní svahy budou i nadále ponechány spontánnímu vývoji s tím, že pokud se do dvou let samovolně nerozvine potřebný vegetační pokryv, bude i zde použit hydroosev. Temeno odvalu včetně umělé vyvýšeniny a všechny plošiny etáží zůstanou ponechány přirozenému vývoji bez pokládky kokosových sítí.

Závěr

Technická rekultivace odvalu Tuchlovice byla dokončena r. 2011. Riziko možných sesuvů bylo eliminováno. Zatěsnění zastavilo termické procesy uvnitř. V monitorovacích vrtech nyní teploty dosahují 13– 50 °C oproti 20–90 °C před zatěsněním. Soustava příkopů odvádí srážkovou vodu do původní vodoteče, která ústí do přilehlého rybníka. Ten po ukončení čerpání důlních vod, kterými byl napouštěn, postupně vysychal. Nyní jeho hladina opět stoupá. Vybudováním umělých tůněk a použitím odvalového materiálu na povrchové vrstvy některých partií odvalu se dosáhlo i toho, že se na tuto lokalitu vrátily i zákonem chráněné druhy živočichů a cenné druhy rostlin. Stavba bude hotova r. 2014 po ukončení biologické rekultivace. Rekultivovaný odval se stává součástí krajiny, její novou dominantou. Po určité době, až budou vysazené stromy a keře vzrostlé, nebude možná ani patrné, že jde o umělé dílo, které vzniklo hornickou činností při dobývání černého uhlí na Kladensku.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Technické vědy

O autorovi

Vladimír Polívka

Ing. Vladimír Polívka (*1959) vystudoval Vysokou školu báňskou v Ostravě. V PKÚ, s. p., je vedoucím střediska Kladenské doly.

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné