Bezpečnostní důsledky útlumu těžby v ostravské dílčí pánvi a možnost
jejich promítnutí do MIS Ostrava

Autoři :
Ing. Pavel Bentkowski, DIGIS, spol. s r.o.
Ing. Alfréd Krzemieň, DIGIS, spol. s r.o.

Vstup informací do Geografického informačního systému města Ostravy z oblasti bezpečnosti majetku a osob po útlumu aktivní činnosti ostravských dolů se pokusili naznačit jmenovaní autoři ve své závěrečné práci PGS GIS (1996 - 1997), a to především s přihlédnutím na celospolečenský význam uvedené problematiky.

 

Práce řešila dvě základní otázky :

- dopravit důležité informace z oblasti útlumu hornictví do databáze Městského informačního systému města Ostravy pro rychlou komunikaci na pracovištích MMO
- poukázat na nebezpečí pronikání metanu k povrchu v ploše. Tento výstup metanu je nedořešeným důsledkem útlumu těžby v ostravské dílčí pánvi (ODP)

K zastavení dobývání uhlí na Ostravsku vedlo usnesení vlády ČR č.691 ze dne 9.12.1992, kdy byl přijat program restrukturalizace uhelného průmyslu. V praxi to znamenalo postupné ukončení dobývání uhlí na Dolech Šverma, Ostrava, Heřmanice a Odra. Následek tohoto vládního rozhodnutí s sebou přinesl problém - likvidaci jednotlivých dolů (zasypání jam dle Technických plánů likvidace), ale také omezení až úplné zastavení větrání dolů (podzemí). Ale pokračující uvolňování metanu v důlních prostorách je neřešeným problémem, související s likvidací dolů ostravského regionu. Metan je produktem prouhelňovacího procesu, je z uhlí uvolňován bez ohledu na to, zda ložisko je či není dobýváno.

Bezpečnostní předpisy si vynucují velký rozsah nezbytných prací v rámci zajištění bezpečnosti v likvidovaných dolech. Většinou jsou uváděny ekonomické aspekty útlumu. Méně jsou vnímány jeho bezpečnostní důsledky. Tím největším, který se projevuje, je již uvedený výstup metanu. Za základní faktory, které se podílejí na výstupu metanu z karbonského pohoří a na jeho pohybu k povrchu v podmínkách uzavřených dolů, možno považovat:

Na Ostravsku se systematicky dobývalo uhlí více než 200 let téměř v celé její ploše. Dobývány byly sloje v různých hloubkách pod povrchem. Žádná sloj nebyla vydobyta zcela, zůstávaly celíky. Propojení výrubů slojí i důlních děl tak tvoří v podstatě souvislý prostor v podzemí pod Ostravou. S povrchem je spojen množstvím potencionálních plynových komunikací, které tvoří jámy, šachtice, štoly a vrty. Lze o nich mluvit jako o “bodových zdrojích”, nebezpečí výstupu je koncentrováno na ústí důlního díla.

K této problematice byl poskytnut seznam důlních děl ústících na povrch v ostravské dílčí pánvi. Je zde evidováno 316 svislých důlních děl a 62 štol. Štoly a 245 svislých důlních děl jsou ve smyslu Horního zákona č.44/1988Sb. stará důlní díla. Pokud je ohrožena bezpečnost na nich, je řešení v kompetenci Ministerstva životního prostředí. Zbývajících 71 svislých důlních děl má za povinnost v rámci útlumového programu zajistit OKD. Všechna tato důlní díla byla posouzena jako bodové zdroje nebezpečí výstupu metanu a rozdělena do 2 kategorií - bez nebezpečí a s nebezpečím výstupu plynu. Ze 71 děl (v povinnosti OKD) je většina hodnocena jako možná komunikace výstupu důlních plynů na povrch. 

V době, kdy část ložiska je již vydobyta, se metan shromažďuje ve stařinách a uvedenými podzemními komunikacemi stoupá k místům volného výstupu do atmosféry. Pokud taková komunikace z podzemí neexistuje nebo je neprůchodná, shromáždí se metan v nejvýše položených partií jednotlivých slojí a odtud vyvětrává na povrch puklinami v pokryvu karbonského pohoří. Při ukončení těžby v roce 1992 zůstal pod povrchem plynopropustný volný prostor, který bude sice zčásti zatopen vodou, ale také tam zůstává prostor nad stařinami, který je “vhodný” pro uvedenou a tedy možnou kumulaci metanu.

Obecně lze tedy říci, že uvolňování metanu v podzemí nezaniká ukončením hornické činnosti a uzavřením dolů. Důlní prostory uzavřených dolů ODP budou komunikovat, a v mnoha případech prokazatelně komunikují, prostřednictvím likvidovaných jam a štol s povrchem. Závěrečná práce PGS GIS se hlavně soustředila na vytypování území pro výstup metanu v ploše.

V ostravské dílčí pánvi není uhlonosné karbonské souvrství pokryto nepropustnými terciérními nebo zvodnělými kvartérními sedimenty v celé ploše. Existují případy, kdy na reliéf karbonu nasedají přímo jen vrstvy čtvrtohorní nebo pokryv chybí vůbec. V místech s nedostatečnou mocností pokryvu může metan vystupovat z karbonského pohoří přímo na povrch. Překážkou je mu případné zvodnění. Při zjišťování možného výstupu metanu v ploše byla za dostatečnou považována mocnost pokryvu větší než 50m. Uvádíme, že ohraničení 50m je pouze hypotetické, aby se dala stanovit plocha potencionálně nebezpečná výstupem metanu stařinné provenience. Pro přesné určení je nutno vyhledat polohy stařin. V diplomové práci bylo demonstrováno vyhledávání a digitalizace stařin pro určitou část Slezské Ostravy. Stařiny 4 jakloveckých slojí byly jednostranně uzavřené a jednoznačně prostorami schopnými akumulovat metan, stoupající k povrchu z nižších poloh. Protože sloje nejsou propojeny na žádné důlní dílo, bude metan při poklesu tlaku z “dovrchních” stařin vytlačován na povrch netěsnostmi v pokryvu. Toto bylo ověřeno i v praxi. Aby se takto teoreticky zhodnotila celá plocha města Ostravy, bude nutno prohlédnout desítky starých důlních map a vyhledávat podobná místa s tzv. stařinami v hloubce dobývání do 50m a současně sledovat možné propojení mezi sebou, popř. na úvodní důlní dílo.

.

Plošným výstupem metanu mohou být ohroženy existující i projektované objekty (stavby, sítě, atd.). Následkem toho se mohou plyny objevit v objektech, v kanalizační síti apod. a při neznalosti této problematiky způsobit neštěstí. Jsou již známy případy úniku s tragickými následky. Na ochranu objektů a osob byl vypracován “Zásahový plán k  řešení mimořádných událostí vzniklých z nekontrolovatelných výstupů důlních plynů na povrch ostr. dílčí pánve”. Na tento plán navazuje “Havarijní plán” zpracovaný závodem Ostrava Dolu Odra.

 

Závěrečná práce PGS GIS byla rozdělena na dva základní celky :

1) informativní
2) zpracování dat

1) Informativní

2) Zpracování dat


Vznikly tyto datové vrstvy :

DOB_PL - hranice dobývacích prostorů a chráněného ložiskového území
DUL_DILA - jámy a štoly na území ODP dle dostupných dochovaných údajů
VRTY - monitorovací vrty na území ODP
NEB_PL - plocha potenciálně nebezpečná výstupem metanu na povrch ( Problematikou stanovení plochy se zabývala studie “Hydraulické zhodnocení možnosti úniku metanu z karbonských stařin na povrch terénu” z října 1996 DPB Paskov.)
SLOJE - vrstva vyrubaných stařin ( Vznikla překreslením části původní důlní mapy a transformací z Ottova systému do S-JTSK pomocí afinní transformace.)

Účelem závěrečné práce PGS GIS byla snaha skloubit bezpečnostní důsledky útlumu těžby v ODP s databázemi zahrnujícími soubor popisných informací v GISMO tak, aby byl tento systém aktuální i v problematice dolů.

Nebezpečí, hrozící při nekontrolovatelném výstupu metanu z podzemí, je reálné. Při jeho nahromadění v uzavřeném prostoru a zdroji inicializace, vybuchuje. Na volném prostranství je možné směs pouze zapálit, bez destrukčních účinků. Vzhledem k ploše, vytvořené 50-ti metrovou hranicí pokryvu, je nutné brát ohled na možné ovlivnění velkého počtu objektů různého druhu. Tím je potvrzena závažnost řešené problematiky zátěže území z minulé hornické činnosti.

Práce měla především poskytnout dostatek prvních soustředěných informací MIS a tím i širokému spektru pracovníků MMO, stavebních úřadů a dalších zájemců. V členění dle městských obvodů byly seznamy důlních děl poskytnuty prostřednictvím MMO také centrálnímu řídícímu dispečinku Integrovaného záchranného systému Ostrava.