Стручни рад ЗАШТИТА ПОВРШИНСКИХ ТОКОВА ОД УТИЦАЈА РУДНИЧКИХ ВОДА ЛЕЖИШТА КОПОРИЋ - ЖУТА ПРЛИНА - ЈЕЛАКЦЕ-ШАТОРИЦА

Transcript

1 ПОДЗЕМНИ РАДОВИ 14 (2005) UDK 62 РУДАРСКО-ГЕОЛОШКИ ФАКУЛТЕТ БЕОГРАД YU ISSN Стручни рад ЗАШТИТА ПОВРШИНСКИХ ТОКОВА ОД УТИЦАЈА РУДНИЧКИХ ВОДА ЛЕЖИШТА КОПОРИЋ - ЖУТА ПРЛИНА - ЈЕЛАКЦЕ-ШАТОРИЦА Милентијевић Гордана 1, Недељковић Благоје 1, Јакшић Миљан 1 ИЗВОД У раду је презентована проблематика нарушавања природне равнотеже животне средине, конкретно загађење планинских река у зони рудних лежишта, насталих као последица експлоатације оловно-цинкане руде у рудницима рудног поља Копорић-Жута Прлина-Јелакце-Шаторица. У садашњим условима, када нема експлоатације, рудничке воде које су незадовољавајућег квалитета, се појављују на рударским радовима, и без икакве контроле отичу и уливају се у планинске реке, загађујући их. Зато смо у овом раду дали синтезу свих досадашњих истраживања као и предлоге, односно правце за будућа истраживања како би се превазишла постојећа проблематика. Кључне речи: рудно поље, експлоатација оловно-цинкане руде, хидрогеологија, пукотинска порозности, водопропусност, рудничке воде УВОД Руднo пољe Копорић-Жута Прлина-Јелакце Шаторица, налази се југоисточно од централног реона Копаоника, укупне површине око 144km 2. Рудно поље карактеришу орудњења терцијарне металогенетске епохе. Експлоатација оловно-цинкове руде, више година, уназад, је престала. Обиласком напуштених рудника: Копорић (површински коп), Жута Прлина, Јелакце и Шаторица, констатоване су појаве рудничких вода, на рударским радовима, најчешће, поткопима, које без икакве контроле теку и представљају загађиваче планинских река у које се уливају. Приступ рударским просторијама, у садашњим условима, није могућ, тако да нисмо ни у моћи да применом одређених захвата утврдимо токове и правце кретања подземних вода унутар рударских радова. Зато смо мишљења да је веома важно пре свега дати оцену водоносности (ефективна порозност, коефицијент водопропусности) стена са пукотинском структуром порозности, као најраспрострањеније у рудном пољу, а које су носиоци подземних вода. 1 Факултет техничких наука, Косовска Митровица

2 50 Милентијевић Г.; Недељковић Б.; Јакшић М.; Овим радом требамо и да укажемо, праћењем елемената режима рудничких вода, у којој мери оне нарушавају природну равнотежу животне средине, пре свега планинских река, а посредно и земљишта и подземних вода у донјем току Ибра ГЕОЛОШКА ГРАЂА РУДНОГ ПОЉА И ОПШТЕ ГЕОЛОШКЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ ЛЕЖИШТА И РУДНИХ ПОЈАВА У РУДНОМ ПОЉУ У погледу геолошке грађе код ове области преовлађују ултрабазичне стене тзв. Ибарског масива (серпентинити односно серпентинисани перидотити) и терцијарног магматског комплекса (андензити, кварцлатити, слика 1.). Заступљени су и горњокредни седименти (флишни седименти). Карактеристика у геолошкој грађи, је да тријаске творевине, на површини, нису заступљене; које су иначе издвојене код осталих рудоносних олово-цинкових подручја у дубљим деловима терена Копаоничке рудне области. Положај, облик, димензије и оријентација рудоносног поља одређени су двема разломним зонама вишег реда северозападне оријентације (Мало Косово-Оштро Копље Шаторица Пилатовица- Војетин и Јелакце-Жута Прлина-Јеленска Река Лебане-Бадањ) и разломним структурама, североисточне и исток-западне оријентације које у пределу Копорића, Жуте Прлине и Шаторице пресецају наведене разломне зоне. Ове разломне структуре су комадањем ултрабазичног масива условиле блоковску грађу рудоносног подручја. Рудно лежиште Копорић формирано је на контакту серпентинита у подини и горњокредног флиша у повлати. Руда се јавља у виду хидротермално-кварцно-карбонатне масе, чија се дебљина креће од 1-35m. Орудњења су везана за прслине и пукотине или су настала селективно-метасоматским потискивањем делова промењених серпентинита. Сулфидне жице и жилице местимично достижу дебљину до једног метра, а често се групишу у зоне ширине до 50m. Најчешћи минерали су галенит и сфалерит. Карактеристично је и присуство великог броја минерала никла и кобалта у виду сулфида и арсенида. Просечан садржај олова и цинка у руди је 2,9-3,2%. Рудна лежишта Жута Прлина и Јелакце налазе се на контакту серпентинита са дацито-андензитом и у серпентиниту. Рудна тела су жично-сочивастог типа, дужине до 100m, дебљине до 3m и дубинског простирања од око 200m. Просечни садржај олова и цинка у рудном лежишту Жута Прлина је 7-7,89%. Лежиште Јелакце је отворено у висинском интервалу од око 40m а истраживано до дубине од 160m. Просечан садржај олова и цинка у руди је 10-13,9%. Рудно лежиште Шаторица позиционо је везано за контакт перидотита са флишним седиментима горње креде и кварцлатитским пробојима у том међуформацијском контакту. Орудњења одговарају

3 Заштита површинских токова од утицаја рудничких вода сочивастим формама у контакту перидотита са кредним седиментима и жичним формама у перидотиту, вулканским пробојима и флишним седиментима креде. Слика 1. Прегледна геолошка карта рудоносних подручја Копорић- Шаторица 3.0. ВОДОНОСНОСТ СТЕНА ПУКОТИНСКЕ ПОРОЗНОСТИ РУДНОГ ПОЉА КОПОРИЋ-ЖУТА ПРЛИНА-ЈЕЛАКЦЕ- ШАТОРИЦА 3.1. Анализа испуцалости стена рудног поља Геолошка грађа и тектонски склоп условљавају хидрогеолошке карактеристике рудног поља. Издвојени типови издани су, збијени тип издани (сипари и делувијум), пукотински тип издани (скарнови, корнити, кварцлатити, андензити,гранодиорити, серпентинисани перидотити) и условно безводни терени (лапоровито-глиновити флишни седименти). Из стенских маса пукотинске порозности тј. пукотинског типа издани), путем пукотина, прслина, раседа и раседних зона, у рударске радове рудног поља продиру као рудничке воде. Из

4 52 Милентијевић Г.; Недељковић Б.; Јакшић М.; јамских радова гравитацијом отичу и појављују се на површини терена, као што је речено, најчешће, на поткопима. Ради сагледавања величине оводњености лежишта, веома је битно одредити параметре испуцалости стена, који утичу на њихову водоносност, а које се одређују применом различитих метода. За ову прилику примењена је фотогеолошка метода, из разлога што код интерпретације података чињеничке елементе логички повезујемо, тако да је искључен субјективизам истраживача. За фотогеолошку анализу рудног поља послужили су нам авиостерео снимци (ВГИ, Београд), када су резултати опажања приказани на фотогеолошкој карти, док су резултати статистичке анализе уочених репера дати на розети оријентације слика 2. Слика 2. Розета оријентације опажених руптура Статистичка анализа урађена је обрадом интервала дужине 500m на које су издељене све опажене руптуре. Укупан број интервала је 138. Од тектонских елемената најзаступљенији су руптурни облици, где се одвајају два система, веома доминантна, као и два јасно запажена али мање доминантна. Доминантни системи раседа су међусобно управни, са азимутима пружања , и Мање доминантни системи су као и предходни, међусобно управни са статистичким пружањем , У рудном пољу, тј. његовом источном и североисточном делу раседи су са генералним правцем пружања северозапад-југоисток, где се издвајају системи паралелних локалних раседа. У западном делу рудног поља, раседи су са генералним правцем пружања југозапад-североисток, али их има и са пружањем исток-запад, нарочито изражено у зони Шаторице, коју пресецају крупне регионалне руптуре. На северу рудног поља, у подручју Кадне, истом систему припада више паралелних локалних раседа Одређивање параметара водоносности стена пукотинске порозности Параметри водоносности стена пукотинске порозности (ефективна порозност-n, коефицијент водопропусности-k), одређивани су емпиријско-графоаналитичким методама.

5 Заштита површинских токова од утицаја рудничких вода Порозност испуцалих стена одређивана је методом Castilla E. (1972.g), заснована на порозности појединих фамилија пукотина, и дефинисана на основу интензитета испуцалости посматране фамилије пукотина (G) и активног отвора, односно зева истог система, која гласи, i= m i = m n = bi i= 1 i= 1 G i n- порозност испуцале стене, bi- активни отвор, зев, посматране фамилије пукотина, Gi-интензитет испуцалости посматране фамилије пукотина, m- број фамилија, система, пукотина у стени. Водопропусност стена са пукотинском порозношћу срачунат је на основу анализе Vangham V. (1969), који даје једначину за одређивање коефицијента водопропусности посматране фамилије пукотина, која се карактерише просторним положајем, интензитетом појављивања и активним отвором, зевом, која гласи, (1) K = b ρ G 2 (2) К-коефицијент водопропусности испуцале стене, односно коефицијент водопропусности једне посматране фамилије пукотина, G-интензитет испуцалости посматране фамилије пукотина, b-активни отвор, зев, посматране фамилије пукотина, ρ-кинематски коефицијент вискозности воде. Три различите фамилије пукотина дате су на слици 3., које су одређене ако се знају елементи пада-ep, интензитет испуцалости-g и активни отвор, зев-b. Слика 3. Фамилије (системи) пукотина,g1:g2:g3-интензитет испуцалости фамилија пук. I,II и III;b1:b2:b3-активни отвор (зев) фамилија пук. I,II и III

6 54 Милентијевић Г.; Недељковић Б.; Јакшић М.; Овим поступком срачунава се водопропусност издвојених фамилија пукотина у одговарајућој равни и размери посматрања. Коефицијент водопропусности стена пукотинске порозности одређивани су емпириско-графоаналитичком методом Vanghama V., тј. преко дијаграма, слика 4. Слика 4. Дијагрми коефицијената водопропусности посматраних фамилија пукотина у завосности од интензитета испуцалости (G) и величине зева (b) Порозност и водопропусност срачуната је за серпентините, лапорце, пешчаре и андензите, табела 1. Срачунате вредности порозности и водопропусности у стенама пукотинске порозности, у серпентинитима, лапорцима, пешчарима и андензитима, указују да ове стене припадају групи мало порозних формација, када је n<5% и да је терен рудног поља Копорић- Жута-Прлина-Јелакце-Шаторица мало до средње водопропусан, јер је К max = 6,8 x 10-5cm/s. Табела 1. Табеларни приказ срачунатих вредности порозности, водопропусности и пружања дисконтинуитета посматраних стена пукотинске порозности (В. Томић,1988.год.). Р.бр. Врста стене Порозност Водопропусност Правац пружања система дисконтинуитета n( %) K(cm/sec) 1. Серпентинити 2,8 2,6х10-5 SI-JZ, SZ-JI 2. Лапорци 1,6-2,3 5,4х10-6-3,0х10-5 SZ-JI,SI-JZ 3. Пешчари 2,3-4,6 6,8х10-5 SZ-JI,SI-JZ 4. Андензити 1,9-4,1 3,2х10-6-5,1х УСЛОВИ ОВОДЊЕНОСТИ ЛЕЖИШТА И МЕРЕ ЗАШТИТЕ ОД РУДНИЧКИХ ВОДА Прегледом ранијих истраживања, пре свега у време када је било експлоатације и истражних радова у поменутим лежиштима, долазимо до података о приливима рудничких вода у истражне или у експлоатационе рударске радове, а тиме и податке о условима овидњености лежишта. Из стенских маса, о којима је било речи, пре свега, пукотинске порозности дуж пукотина, прслина, раседа и раседних зона, у

7 Заштита површинских токова од утицаја рудничких вода истражне тј. у рударске радове уопште рудног поља Копорић-Жута Прлина-Јелакце-Шаторица, продире рудничка вода укупне издашности, око 267 l/s. Вода, или из истражних јамских радова или из рударских радова, гравитацијом отиче, појављује се на површини терена и улива се у површинске токове у зони лежишта који гравитирају према Ибру као регионалном ерозионом базису. Генерално се може рећи да је оводњеност велика у лежишту Шаторица, док за остала лежишта оводњеност је нешто мања. Из рударских радова лежишта Јелакце-Шаторица-Копорић- Жута Прлина истичу укупне количине од л/с које директно загађују површинске воде бистрих планинских токова које затим отичу у Ибар. Загађене површинске воде контаминирају подземне воде у алувијалним наслагама низводно од зоне лежишта, тако да их чине неупотребљивим за пиће због високе концентрације токсичних метала. Илустрације ради, навешће се табеле 2 и 3, из којих се види хемијски састав вода Ибра у зони од Косовске Митровице до Краљева, као и подземних вода алувијалне издани поред реке Ибра низводно од Косовске Митровице (табела 4.). Из поменутих табела јасно се закључује да се ради о загађенју великим концентрацијама тешких етала о чему се мора водити посебна активност. Табела 2. Taбеларни приказ концентрација тешких метала (мг/л) у води Ибра, мерно место Косовска Митровица (Ремонтни завод), (подаци Завода за заштиту здравља, Косовска Митровица, год) Датум узорковања Cr Ni Pb Cd Zn Hg ,74 6,66 4,46 18,78 7, ,66 3,4 2,62 17,12 6,18 185, ,39 0,14 0,385 0,835 0,464 13, ,105 0,259 0,248 0,615 0,426 14, ,09 0,112 0,182 <0,005 2,16 <0, ,086 0,172 0,295 0,05 0,096 0,577 Табела 3. Taбеларни приказ концентрација тешких метала (мг/л) у води Ибра, године од Косовске Митровице до Краљева (подаци Завода за заштиту здравља, Косовска Митровица, год) Датум узорковања Cr Ni Pb Cd Zn Hg Рударе <0,05 0,172 0,295 0,05 0,096 0,577 Балабан <0,256 0,088 0,317 0,051 <0,05 0,459 Рашка <0,05 1,007 0,28 0,284 0,288 0,343 Брвеник <0,05 3,161 3,524 0,824 0,261 0,443 Краљево <0,05 0,872 2,084 0,078 0,299 <0,01 О мерама заштите, у рудаским радовима, тренутно нема сврхе говорити зато што у поменутом рудном пољу нема експлоатације.

8 56 Милентијевић Г.; Недељковић Б.; Јакшић М.; Рударски радови су напуштени и без контроле, што је недопустиво са аспекта очувања животне средине. Оводњавање је било гравитационо и ако дође до обнављања експлоатације, неопходно је урадити прописане канале за одвод, контроле и неутрализације рудничких вода и заштиту површинских токова. Табела 4. Табеларни приказ вредности одређених тешких метала у бунарским водама алувијалне издани реке Ибра, низводно од Косовске Митровице (мг/л), (М. Стојановић-Милосављевић, год) Cr Ni Pb Cd Zn Hg <0,005-0, ЗАКЉУЧАК 0,834-5,81 0,968-5,81 0,028-2,28 0,934-12,36 <0,005-0,059 Анализирајући добијене резултате констатација је да рудничке воде које се појављују на површини терена, најчешће на поткопима су велики загађивачи планинских река у које се уливају, на шта су указали и резултати физичко-хемијских анализа. Неопходно је пратити режим (издашност, температуру, ph) као и хемизам рудничких вода, како би указали да садашње стање неконтролосаног отицања рудничких вода није одрживо. Добијене вредности порозности и водопропусности у стенама пукотинске порозности указују на порозну средину, као и то да је терен рудног поља мало до средње водопропусан, што ће бити од важности ако се планирају даље активности на наставку експлоатације руде у рудном пољу. ЛИТЕРАТУРА 1. Casttilo, E. (1972): Mathematical Model for Two-dimensional Parcolation Through Fissured Rock, Stuttgart; 2. Милентијевић, Г., Јокић, М., (2002): Хидрогеолошке карактеристике полиметаличног сулфидног, Pb-Zn лежиште Дражња (Подујево), Зборник реферата XIII Симпозијума о хидрогеологији и инжењеријској геологији са међународним учешћем, стр , Херцег Нови. 3. Милентијевић, Г., (2005): Подземне воде северног дела Косова и Метохије - искоришћавање и заштита, докторска дисертација, РГФ, Београд. 4. Томић, В., (1986): Теоретска анализа водопропусности стена са пукотинском структуром порозности, страна 11-26, XI конгрес геолога Југославије, Тара. 5. Томић, В., (1989): Порозност и водопропусност чврстих стенских маса. Зборник радова Рударско-Геолошког Факултета, стр 7-14, Београд.