Karta předmětu prezenční studium

Transkript

1 Karta předmětu prezenční studium Název předmětu: Číslo předmětu: Garantující institut: Garant předmětu: Hydrogeologie a odvodňování lomů a dolů (HaOLaD) Institut hornického inženýrství a bezpečnosti doc. Ing. Žůrek Petr, CSc. Kredity: 4 Povinnost: povinný Úroveň studia: pregraduální Jazyk výuky: čeština Ročník: 2 Semestr: zimní Odkaz na web: Určeno pro fakulty: HGF Určeno pro typ studia: Způsob zakončení: zápočet + zkouška Rozsah výuky: 2+2 Prerekvizity: Korekvizity: Vyskytuje se v prerekvizitách: nemá nemá ne Výstupy z učení - student prokazuje znalosti: problematiky proudění vod, hydrogeologie systému odvodnění dolů a související legislativy systému odvodnění lomů a související legislativy - student umí: řešit základní úlohy hydrogeologie bakalářské navrhnout jednotlivá opatření pro zajištění odvodnění lomového provozu navrhnout jednotlivá opatření pro zajištění odvodnění důlního provozu - student je schopen: připravit podklady pro tvorbu dokumentace k odvodňování dolů a lomů Metody výuky (zastoupení jednotlivých metod je třeba kvantifikovat v %) přednášky 35 % cvičení 35 % samostatná práce 30 %

2 Anotace Předmět seznamuje se základními parametry důležitými pro pochopení zákonitostí proudění kapalin v podzemních vrstvách a se vztahy, které absolvent může použít při řešení problémů. Dále je student seznamován s technologií související s odvodňování dolů a lomů a legislativními normami, které upravují její nasazení. Povinná literatura Jiří Dvorský, Pavel Malucha, Arnošt Grmela, Naďa Rapantová: Ostravsko-karvinský detrit, Spodnobádenská bazální klastika české části Hornoslezské pánve (monografie),vydavatel MONTANEX a.s., výstavní 10, Ostrava-Marianské hory, vydalo OKD, DPB, a.s., Rudé armády 637, Paskov v roce 2007, ISBN: Homola V., Klír S.: Hydrogeologie ČSSR III - Hydrogeologie ložisek nerostných surovin. Academia Praha, 1987 Milič, J., Endel, K., Gondek, H.: Odvodňování lomů a dolů, SNTL, Praha 1989, 360 s. Vyhláška ČBÚ č. 22/1989 Sb., o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a bezpečnosti provozu při hornické činnosti a při dobývání nevyhrazených nerostů v podzemí, ve znění pozdějších předpisů. Vyhláška ČBÚ č. 26/1989 Sb., o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci a bezpečnosti provozu při hornické činnosti a při činnosti prováděné hornickým způsobem na povrchu, ve znění pozdějších předpisů. Doporučená literatura Homola V., Grmela A.: Hydrogeologie. - I. díl. Skripta VŠB Ostrava, 1987 Homola V., Grmela A.: Geologie kapalin a plynů část Hydrogeologie díl. Skripta VŠB Ostrava, 1991 Homola V., Grmela A.: Cvičení z hydrogeologie díl Skripta VŠB Ostrava, 1984 Nároky na zabezpečení výuky Dataprojektor a počítač Metody průběžné kontroly znalostí během semestru Znalostí v průběhu semestru jsou kontrolovány splněním samostatných úkolů na cvičeních a jejich prezentacemi. Osnova přednášek 1) Základy hodnocení hydrodynamických struktur a jejich význam při klasifikaci horninového masivu. 2) Proudění podzemních vod v horninovém prostředí, metody zjišťování základních hydraulických vlastností hornin a zemin. 3) Hydrogeologické systémy a jejich režim, rovnice hydrologické bilance a její prvky. 4) Hydrogeologický průzkum a jeho úkoly. 5) Hydrogeologie je účelově zaměřena zejména na problematiku odvodňování stavebních jam, povrchových lomů a hlubinných dolů, tunelů apod.

3 6) Způsoby aktivní a pasivní ochrany před nenadálými průvaly vod ze zvodnělých horizontů do provozovaných důlních děl. 7) Požadavky na důlní díla. 8) Statické a dynamické dimenzování hrázových objektů. 9) Umísťování čerpadel a čerpacích stanic v důlních provozech dolů a lomů. 10) Ekologické dopady čerpání důlních vod do vodotečí a způsoby eliminace negativních vlivů 11) Projekce odvodňovací soustavy na lomech. 12) Odvodňování předpolí lomů, skrývkových řezů, řezů užitkových surovin, výsypkových a odvalových těles. Osnova cvičení 1) Chemická analýza vody 2) Rovnice hydrologické bilance 3) Zpracování hydrologických dat 4) Stanovení hydraulické vodivosti hornin 5) Interference vrtů 6) Výpočet a vykreslení depresní křivky 7) Čerpací zkoušky 8) Výpočet výkonnosti požadovaného čerpadla 9) Soubor účelových map 10) Projekt odvodnění Otázky ke zkoušce 1. Fyzikální, senzorické a chemické vlastnosti podzemních vod (hlavní ionty, hydrochemické klasifikace vod). 2. Voda v horninách (druhy klasifikace, zásoby a zdroje), rovnice hydrologické bilance (její prvky, stanovení přesnost). 3. Hydraulické vlastnosti hornin (pórovitost, puklinatost, koef. filtrace a propustnosti transmisivita, storativita, tlaková a hladinová vodivost). 4. Základy proudění podzemní vody (Darcyho zákon, statická a dynamická hladina, depresní kotlina, radiální a rovnoběžné proudění). 5. Geohydrodynamické systémy a jejich klasifikace (volná a napjatá hladina, průtočnost systému, hlavní oblasti systému, okrajové podmínky). 6. Režim podzemních vod (režimová pozorování, volná a napjatá hladina, krasové vody), metody zpracování dat (chronologická čára, čára překročení). 7. Základní přítokové rovnice ustáleného proudění (rovná a napjatá hladina rovnoběžná a radiální filtrace, význam jednotlivých parametrů). Interference studní. 8. Základní přítokové rovnice neustálého proudění (význam jednotlivých parametrů). Metody zjišťování hydraulických parametrů (systematika čerpacích zkoušek, typová křivka, Jacobova metoda)

4 9. Základní úkoly aplikované hydrogeologie (dobývání ložisek nerostných surovin). Úkoly HG Průzkumu (etapy, cíle). 10. Ochrana kvality podzemních vod (PHO, průzkum a sanace znečištění, monitoring kvality. Základní legislativa v HG podzemních vod. 11. Vliv hydrogeologických a hydrologických poměrů na těžbu skrývky, užitkového nerostu a na výsypkové hospodářství. Podmínky pro odvodňování (klimatické, hydrogeologické, hydraulické, technické a ekonomické). 12. Principy a způsoby odvodňování předpolí lomů. 13. Odvodňování skrývkových a uhelných řezů. 14. Odvodňování dna lomu dimenzování jímky. 15. Způsoby odvodňování výsypek. 16. Odvodňovací soustavy - kritéria pro jejich provoz. 17. Vydatnost a jímací kapacita odvodňovacího vrtu. 18. Projekt odvodnění - součásti, rozdělení lomů dle bezpečnostních zásad. 19. Filtry - rozdělení, použití, údržba. 20. Úprava důlních vod, eliminace znečišťujících a nežádoucích látek. 21. Základní právní normy řešící problematiku odvodňování dolů. 22. Zdroje nebezpečí a ochrana proti průvalům vod. 23. Protiprůvalové hráze. 24. Opatření pro dobývání v oblasti kolektorů. 25. Základní způsoby odvodňování. 26. Hlavní čerpací stanice, parametry, umístění. 27. Žumpovní překopy, parametry a funkce. 28. Zásady projektování odvodňování dolů (kategorizace). 29. Způsoby ochrany proti průvalům na hnědouhelných ložiscích. 30. Charakteristika oblasti dobývání z hlediska hydrogeologických poměrů, podle působistě studenta. Podmínky absolvování předmětu Název úlohy Typ úlohy Max. počet bodů (akt. za podúlohy) Min. počet bodů Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51 Zápočet Zápočet 33 (33) 17 Zkouška Zkouška 67 (67) 34 Písemná zkouška Písemná zkouška Ústní zkouška Ústní zkouška 30 15

5 Údaje o předmětu v cizím jazyce Annotation The course introduces the basic parameters important for understanding the patterns of fluid flow in underground strata and the relationships that graduate can use to solve problems. In addition, the student is will learn about with the technology associated with dewatering underground mines and quarries and legislative standards governing its use. Outline of lectures 1) 1) The basics of the evaluation of hydrodynamic structures and their importance in rock mass classification. 2) Groundwater flow in the rock environment, methods of detecting the basic hydraulic properties of rocks and soils. 3) Hydrogeological systems and their regime, the hydrological balance equation and its elements. 4) Hydrogeological survey and its tasks. 5) Hydrogeology focuses particularly on issues relating to the drainage of foundation pits, surface mines and underground mines, tunnels etc. 6) Methods of active and passive protection from sudden outbursts of water from waterbearing horizons into mine workings. 7) Requirements for mine workings. 8) Static and dynamic dimensioning of dam structures. 9) The placement of pumps and pumping stations in the mining operations of underground and opencast mines. 10) Environmental impacts of pumping mine water into watercourses and methods of eliminating any negative effects. 11) Designing drainage systems at opencast mines. 12) Drainage of the mine foreground, overburden cuts, cuts of useful raw materials, spoil tips. Outline of lectures 1) The basics of the evaluation of hydrodynamic structures and their importance in rock mass classification. 2) Groundwater flow in the rock environment, methods of detecting the basic hydraulic properties of rocks and soils. 3) Hydrogeological systems and their regime, the hydrological balance equation and its elements. 4) Hydrogeological survey and its tasks. 5) Hydrogeology focuses particularly on issues relating to the drainage of foundation pits, surface mines and underground mines, tunnels etc. 6) Methods of active and passive protection from sudden outbursts of water from waterbearing horizons into mine workings.

6 7) Requirements for mine workings. 8) Static and dynamic dimensioning of dam structures. 9) The placement of pumps and pumping stations in the mining operations of underground and opencast mines. 10) Environmental impacts of pumping mine water into watercourses and methods of eliminating any negative effects. 11) Designing drainage systems at opencast mines. 12) Drainage of the mine foreground, overburden cuts, cuts of useful raw materials, spoil tips. Outline of exercises 1) Chemical analysis of water 2) Hydrological balance equation 3) Hydrological data processing 4) Determining the hydraulic conductivity of rocks 5) Interference of wells 6) Calculating and plotting the depression curve 7) Pumping tests 8) Calculating the required pump output 9) Set of thematic maps 10) Drainage project Exam question topics 1. Physical, sensory and chemical properties of groundwater (major ions, hydrochemical 2. water classifications). 3. Water in rocks (classification types, reserves and resources), the hydrological balance equation (its elements, determination of accuracy). 4. Hydraulic properties of rocks (porosity, fissuration, filtration and permeability coefficient, transmissivity, storativity, pressure and level conductivity). 5. Basics flow of groundwater (Darcy s law, static and dynamic water table, depression basin, radial and parallel flow). 6. Geohydrodynamic systems and their classification (unconfined and confined water table, system flow rate, the main areas of the system, boundary conditions). 7. Groundwater conditions (observation of conditions, unconfined and confined water table, karst water), methods of data processing (chronological line, exceedance curve). 8. Basic inlet equations for steady flow (flat and confined water table, parallel and radial filtration, the meaning of individual parameters). Interference of wells. 9. Basic inlet equations for steady flow (the meaning of individual parameters). Methods of determining hydraulic parameters (systematics of pumping tests, type curve, the Jacob method) 10. Basic tasks in applied hydrogeology (mining of mineral deposits). The tasks of HG survey (stages, objectives).

7 11. Protection of groundwater quality (PHO, exploration and remediation of contamination, quality monitoring). Basic legislation in groundwater HG. 12. The influence of the hydrogeological and hydrological conditions on the mining of the overburden, the commercial mineral and spoil management. Conditions for drainage (climatic, hydrogeological, hydraulic, technical and economic). 13. Principles and methods of draining the foreground of opencast mines. 14. Drainage of overburden and coal cuts. 15. Drainage of the floor of an opencast mine determining the size of the tank. 16. Methods of draining spoil tips. 17. Drainage systems the criteria for their operation. 18. The yield and receiving capacity of a drainage borehole. 19. Drainage project components, classification of opencast mines based on security rules. 20. Filters classification, use and maintenance. 21. Treatment of mine water, elimination of pollutants and unwanted substances. 22. Basic legislation addressing the issue of mine drainage. 23. Sources of hazards and protection against water outbursts. 24. Outburst-control dams. 25. Measures for mining in an aquifer (reservoir rock) area. 26. Basic methods of drainage. 27. Main pumping stations, parameters, location. 28. Sump crosscuts, parameters and functions. 29. Principles of designing mine drainage (categorisation). 30. Methods of protection against outbursts at lignite deposits. 31. Characteristics of the mining area in terms of the hydrogeological conditions, depending on the student s place of work.