Zagrożenia osuwiskowe w polskich odkrywkowych kopalniach węgla brunatnego, przykłady przeciwdziałania oraz możliwości zastosowania zdalnego monitoringu w celu ograniczenia ryzyka

Osuwiska w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego zmniejszają efektywność eksploatacji i mogą zagrażać środowisku. Przeciwdziałanie jest trudne ze względu na duże objętości osuwisk, prędkości przemieszczeń oraz głębokość eksploatacji. Szczególne znaczenie może mieć monitoring z wykorzystaniem nowoczesnych metod pomiarowych. W celu przedstawienia specyficznych uwarunkowań geologiczno-inżynierskich oraz skali występujących zagrożeń, w pierwszej części artykułu zaprezentowano przykłady osuwisk w największych polskich kopalniach węgla brunatnego oraz metody przeciwdziałania. W drugiej części zaprezentowano rezultaty badań w projekcie UE RFCS Slopes „Inteligentne metody inżynierskie w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego”. W ramach projektu, realizowanego w sześciu krajach europejskich, autor wykonał badania na zachodnim zboczu Pola Bełchatów. W grudniu 2016 r. zainstalowano tam pierwszy w polskiej kopalni odkrywkowej zdalny system monitoringu osuwisk. Zlokalizowana na poziomie 42 m n.p.m. stacja umożliwia monitoring do głębokości 100 m. W ciągu 2,5 roku zaobserwowano przemieszczenia 280 mm do głębokości 45 m. Prace obejmowały wiercenia rdzeniowe, badania podstawowych parametrów fizycznych i wytrzymałościowych gruntów oraz modelowanie numeryczne. Stwierdzono tam niskie wartości Fs = 0,83–1,14. Interferometria satelitarna PSI w wysokiej rozdzielczości wykryła przemieszczenia do 60 mm. Partnerzy projektu Slopes wykonali skanowanie lotnicze LiDAR z użyciem drona oraz naziemne skanowanie laserowe TLS. W podsumowaniu określono możliwości wczesnego ostrzegania oraz uwarunkowania dotyczące zastosowania poszczególnych rodzajów pomiarów monitoringowych.

Landslides in opencast lignite mines reduce mining efficiency and may endanger the environment. It is difficult to counteract them due to its high volumes, the displacement speed and the depth of exploitation. Landslide monitoring with the use of modern measurement methods can be of particular importance. In order to present specific geological-engineering conditions and the scale of hazards, the first part of the paper presents examples of landslides in the largest Polish lignite opencast mines and counteraction methods. The second part describes the results of the EU RFCS Slopes “Smart lignite open-pit engineering solutions”. Within the framework of this project, carried out in six European countries, the author had opportunity to investigate the western slope of the Bełchatów Field. In December 2016, the first on-line landslide monitoring system in a Polish opencast mine was installed there. Located at 42 m a.s.l., the station enables monitoring up to a depth of 100 m. During 2.5 years, displacement of 280 mm to a depth of 45 m was observed. The works included core drillings, studies of basic physical and strength parameters of soils, and numerical modelling. Low values of Fs = 0.83–1.14 were found there. High-resolution PSI satellite interferometry detected displacements of up to 60 mm. Slopes project partners performed also LiDAR aerial drone scanning and TLS ground laser scanning. In summary, early warning capabilities and conditions for the usage of different types of monitoring techniques are presented.