MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2013 MARIAN CHOBOT

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Nakládání s odpady při těžbě a zpracování černého uhlí Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Petr Trávníček, Ph.D. Vypracoval: Marian Chobot Brno 2013

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Nakládání s odpady při těžbě a zpracování černého uhlí vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta.

4 PODĚKOVÁNÍ Rád bych tímto poděkoval vedoucímu své bakalářské práce Ing. Petru Trávníčkovi, Ph.D., také společnosti OKD, a.s. a vedení Dolu Karviná za umožnění zpracování bakalářské práce na téma Nakládání s odpadem při těžbě a zpracování černého uhlí. Zejména bych chtěl poděkovat p. Václavu Zyderovi za pomoc a konzultaci při zpracovávání statistických dat, týkajících se problematiky odpadů a důlních vod, dále p. Ing. Josefu Rabiášovi za poskytnutí odborných názorů a konzultací, které se týkaly odpadu vznikajícího z úpravárenského procesu.

5 ABSTRAKT Tato bakalářská práce na téma Nakládání s odpady při těžbě a zpracování černého uhlí byla vypracována a konzultována na Dole Karviná lokalita ČSA v Karviné. V průběhu zpracovávání jednotlivých dat a materiálových toků, vycházejících z těžby a úpravy černého uhlí, mi bylo umožněno nahlédnout do provozu, jak v dole, tak i na povrchu. V úvodu práce věnuji značnou pozornost historii hlubinného dobývání a vývoji těžby v ostravsko-karvinském revíru. Tato část je rovněž zaměřena na postupný rozvoj těžební a úpravárenské techniky či technologie. V následující kapitole jsou popsány jednotlivé druhy odpadů vznikající vlivem těžby a úpravy černého uhlí. Taktéž byl v bakalářské práci zpracován legislativní rámec, podle něhož je těžba a úprava uhlí realizována. Důležitou část bakalářské práce tvoří analýza úpravy uhlí, jejímž výstupem je významný produkt hlušina. Rovněž je zde popsán proces degazace dolu a využití metanu. Závěrem jsou uvedena a okomentovány data týkající se komunálních odpadů, které pocházejí z těžebního i úpravárenského sektoru Dolu Karviná lokalita ČSA (dále jen Důl Karviná ). Klíčová slova: černé uhlí, hlušina, důlní plyny, metan, odpad, úprava černého uhlí, těžba černého uhlí ABSTRACT This Bachelor's Thesis, entitled Management of waste during the extraction and processing of coal, was developed at and consulted with the Karviná Coal mine habitat ČSA in Karviná. While compiling data and material flows related to the extraction and processing of coal the author had the opportunity to observe the operations both in the mine and on the surface. The beginning of the Thesis is devoted to the history of underground mining and the evolution of coal extraction in the Ostrava-Karviná regions. This part of the Thesis also focuses on the gradual advancemen to fextraction and processing technology and methodology. The following chapter describes the specific varieties of waste that originate in the extraction and processing of coal. Additionally, in the Thesis was described the legislative framework that governs the extraction and processing of coal. The analysis of coal processing that results in gangue, a significant product, forms an important part of this Thesis. The Thesis also describes the process of degassing and

6 subsequent methane utilization. The concluding part of the Thesis lists and comments on data related to communal waste that originates in the extraction and processing sectors of the Karviná Coal mine habitat ČSA ( after only the Karviná Coal mine ). Key Words: coal, gangue, mine gases, methane, waste, coal processing, coal extraction.

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍLE PRÁCE HISTORIE DOBÝVÁNÍ ČERNÉHO UHLÍ V OSTRAVSKO-KARVINSKÉM REVÍRU Vývoj uhelného průmyslu od poloviny 18. století do konce první světové války Vliv průmyslové revoluce na ostravsko-karvinský revír Uhelné dobývání v ostravsko-karvinském revíru na pozadí první světové války Ostravsko-karvinský revír v době první republiky Počátek, průběh a následky druhé světové války v ostravsko-karvinském revíru Ostravsko-karvinský revír v letech Postupná obnova revíru od r do r Rozvoj revíru v letech 1949 až Další etapa rozvoje ostravsko-karvinského revíru ( ) Změny v ostravsko-karvinském revíru po Sametové revoluci VLIV TĚŽEBNÍCH A ÚPRAVÁRENSKÝCH ODPADŮ NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Rekultivace Povrchové terénní nerovnosti vznikající vlivem těžby Důlní vody Uhelné kaly Hlušiny a haldy Důlní plyny a metan LEGISLATIVNÍ RÁMEC PROBLEMATIKY NAKLÁDÁNÍ S TĚŽEBNÍMI ODPADY Zákon č. 157/2009 Sb., o nakládání s těžebním odpadem Problematika uložení těžebního odpadu Zákon č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon) Množství důlních vod vypouštěných do vod povrchových Vymezení pojmu odkaliště zákonem o vodách i zákonem o nakládání s těžebním odpadem Vymezení pojmu hlušina zákonem č. 157/2009 Sb Vyhláška č. 429/2009 Sb... 30

8 5.5.1 Způsoby nakládání s těžebním odpadem a hodnocení jeho vlastností Plán pro nakládání s těžebním odpadem podle vyhlášky č. 429/2009 Sb Vyhláška č. 428/2009 Sb Obsah havarijního plánu Působnost zástupců veřejné správy podle zákona o nakládání s těžebním odpadem Český báňský úřad Obvodní báňské úřady Ministerstvo životního prostředí Ministerstvo zemědělství Krajský úřad DEGAZACE DOLŮ A NÁSLEDNÉ ENERGETICKÉ VYUŽITÍ DŮLNÍHO PLYNU Vznik a složení důlního plynu Výskyt důlních plynů v ostravsko-karvinském revíru Těžba důlního plynu Těžba plynu s využitím odstraňovaných hlavních důlních děl ústících na povrch Těžba plynu s využitím vrtů z povrchu Distribuce důlního plynu Využití důlního plynu Kogenerace Využití důlního plynu pro vlastní kombinovanou výrobu elektřiny a tepla Legislativní rámec výroby elektřiny z důlního plynu Prodej elektřiny z uzavřených a činných dolů Provoz kogeneračních jednotek ÚPRAVA UHLÍ Význam a hlavní cíle procesu úpravy uhlí Druhy černého uhlí a jejich vlastnosti Fyzikální vlastnosti uhlí Vysvětlení základních pojmů Popis pochodů úpravy uhlí Přípravné pochody Doplňující pochody... 41

9 7.4.3 Rozdružovací pochody Procesy úpravy černého uhlí Rozpojování uhlí a odlučování železa Proces třídění černého uhlí Rozdružování Odvodňování Odprašování Odkalování a zahušťování Oběhy prací vody a odpadní vody Kontroly finálního produktu úpravy černého uhlí MATERIÁL A METODIKA VÝSLEDKY A DISKUZE NAKLÁDÁNÍ S KOMUNÁLNÍM, NEBEZPEČNÝM A VELKOOBJEMOVÝM ODPADEM Nakládání s nebezpečným odpadem (NO) a jeho evidování Nakládání s velkoobjemovým odpadem a jeho evidování Nakládání s komunálním (KO) a vytříděným odpadem Nakládání s hlušinou ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM ZKRATEK... 59

10 1 ÚVOD Velmi bohatá historie dobývání černého uhlí, způsoby jeho následné úpravy a problematika spojená s distribucí hlušiny (odpad z úpravy černého uhlí), jakožto certifikovaného výrobku, jsou hlavními důvody, proč jsem si vybral téma Nakládání s odpady při těžbě a zpracování černého uhlí. Nemalou roli při volbě tématu bakalářské práce sehrál fakt, že pocházím z ostravsko-karvinského regionu, tudíž je mi tato problematika blízká. V průběhu zpracovávání bakalářské práce jsem se seznámil s různými metodami dobývání černého uhlí, následným způsobem jeho zpracování či využití. V této práci je pozornost věnována hlavně odpadům, které při těžbě a následné úpravě černého uhlí vznikají. Nejdůležitějším odpadem je tzv. hlušina, což je hmota (kamenivo) sloužící jako stavební materiál. Neméně důležitým odpadem vznikajícím při těžbě černého uhlí je metan, který je využíván k výrobě tepla a elektrické energie. Hlušina z úpravy uhlí na Dole Karviná je certifikována, a proto může být uplatněna ve stavebnictví. Z počátku část práce je zaměřena na rozsáhlou a bohatou historii dobývání černého uhlí, jejíž počátky můžeme nalézt v polovině 18. stol. V těchto letech se v oblasti ostravsko-karvinského revíru začaly provádět první tzv. kutací práce (dnes je to hlubinné dobývání). Avšak s postupným vývojem, jak dobývacích technologií, tak i průmyslového zázemí ostravsko-karvinský revír dosahoval v těžbě stále lepších výsledků. V dobách, kdy ostravsko-karvinský revír prožíval rozvoj, přišla léta první a druhé světové války, což znamenalo rapidní pokles těžby. Koncem druhé světové války nastala doba obnovy a opětovného rozvoje revíru. Ztráty, které válka zanechala, se nedaly v blízké době odčinit. Ovšem tendence rozvoje technologie a růstu těžby byly po válce patrné. Další část práce je věnována problematice vzniku, nakládání či využití různého druhu odpadů z těžby nebo z úpravy černého uhlí. Počínaje důlní vodou a metanem - odpady vznikající bezprostředně při těžbě černého uhlí, následují uhelné hlušiny a uhelné kaly, které reprezentují odpad z úpravárenských procesů. Vlivem těžby vznikají na povrchu tzv. důlní nerovnosti a mimo jiné má těžba rovněž negativní vliv na krajinu jako celek. Veškeré negativní vlivy, haldy, usazovací nádrže atd. jsou po využití odstraňovány pomocí sanačně-rekultivačních procesů. Bakalářská práce je zaměřena na úpravu černého uhlí. V úpravárenském komplexu vzniká nejdůležitější a nejsledovanější odpad a tím je již několikrát zmíněna 10

11 hlušina. Důl Karviná produkuje certifikovanou hlušinu v několika frakcích. Celý proces úpravy černého uhlí je velmi propracovaný a složitý, ale je nezbytnou součástí černouhelného průmyslu. Uhlí musí projít několika pochody, aby bylo zbaveno veškerých nečistot a nežádoucích složek, mezi ně patří i hlušina. Jednotlivé pochody se skládají z procesů, pomocí nichž se uhlí upravuje. Závěr práce je věnován statistickým údajům. Prostřednictvím tabulek a grafů rovněž uvádím data týkající se skladby komunálního odpadu, který je také nedílnou součástí produkce odpadu z dolu i úpravárenského komplexu. 11

12 2 CÍLE PRÁCE Za hlavní cíle bakalářské práce byly zvoleny následující: - zjištění produkce různých druhů těžebního odpadu v ostravsko-karvinském revíru, jejich skladování a využití - vysvětlení problematiky těžby černého uhlí a jeho následné úpravy na Dole Karviná - popis historie, vývoje a současnosti v oblasti dobývání černého uhlí v ostravskokarvinském revíru Mezi další cíle práce patří vysvětlení základního legislativního rámce, podle kterého se těžba a úprava černého uhlí provádí a analýza materiálových toků při nakládání s odpady, při těžbě nebo zpracování černého uhlí. V neposlední řadě je poukázáno na náročnost a zároveň výjimečnost hornického povolání. 12

13 TEORETICKÁ ČÁST 3 HISTORIE DOBÝVÁNÍ ČERNÉHO UHLÍ V OSTRAVSKO- KARVINSKÉM REVÍRU 3.1 Vývoj uhelného průmyslu od poloviny 18. století do konce první světové války Počátky těžby černého uhlí v ostravsko-karvinském revíru byly obtížnější a složitější než v jiných revírech České republiky. Hlavními důvody, proč se uhelný průmysl na Ostravsku rozvíjel tak pozvolna, bylo jednak velké množství lesů a značná hospodářská zaostalost krajiny. Rovněž finanční úvahy a omezený trh sehráli svou roli v pomalém vývoji uhelného revíru. Jelikož Ostravsko leželo na hranici hospodářsky vyvinutějších krajů, jako byly Morava a Slezsko a zaostalá Horní země dnešní Slovensko, mohlo by se zdát, že uhelné dobývání mělo všechny předpoklady k efektivnímu a rostoucímu vývoji, avšak opak je pravdou. Právě výše zmíněný omezený a hospodářsky nevyspělý trh, zejména mezi Ostravskem a Horní zemí, byl velkou překážkou ve vývoji dobývání uhlí. S postupem času lidé přicházeli na to, že by bylo dobré více se zaměřit na hledání a následné dobývání černého uhlí, které by mohlo nahradit dřevo, sloužilo v 18. stol. jako palivo. První pokusy v pátrání po černém uhlí se datují od 50. let 18. stol. na území severní Moravy a v těšínském Slezsku. Ovšem první ověřený a následně i lokalizovaný nález byl v r z Polské (dnes Slezské) Ostravy. Nález byl podroben zkoušce, ale ukázalo se, že o tento typ paliva není mezi obyvatelstvem zájem. Mezi léty 1767 až 1788 byla uskutečněna řada pokusů a pátracích akcí, jejichž výsledkem bylo nalezení mnoho důkazů potvrzujících výskyt černého uhlí. V r byla napsána Johannem Jacobem Lutzem zevrubná zpráva o nálezech černého uhlí, ke které byla přiložena důlní mapa a rovněž odhad zásoby uhlí u Polské Ostravy. Od 80. let 18. stol se kutací (dobývací) práce na Ostravsku rozšiřovaly, ale nalezené uhlí bylo nekvalitní (zvětralé). Ovšem 90. léta 18. stol. započala éru pravidelné těžby černého uhlí. Počátkem 19. stol. hrabě Wilczek vlastnil několik dolů na Ostravsku, k nimž v letech 1805 a 1811 přidal další propůjčky důlních polí, které rozšířil spolu se svými již nabytými doly a stal se tak majitelem největších dolů na Moravě a Slezsku. Ostravská oblast ve 30. letech 19. stol. prožívala rozvoj dolů a důlních polí, přitom však působila dojmem poklidné, těžbou nezasažené krajiny venkovského 13

14 charakteru. Základním kamenem pro vývoj ostravsko-karvinského revíru bylo založení Vítkovických železáren a jejich rozvoj. V rozmezí od r do r vzrostla roční produkce uhlí na Moravě a ve Slezsku z kg na kg, což je více než dvojnásobek. V r se tato hodnota pohybovala okolo kg vytěženého uhlí. Rovněž výstavba první parní železnice (r. 1836) v Rakousku (Severní dráha Ferdinandova) byla významným krokem v oblasti transportu a přepravy uhlí. V ostravsko-karvinském revíru v letech 1833 až 1841 těžba stoupla čtyřikrát a hlavním odběratelem černého uhlí se stala vítkovická huť. Na přelomu 30. a 40. let 19. stol. se rozeběhla mánie v dobývání černého uhlí. Tento fakt začal vzbuzovat zájem rakouského státu o ostravské doly, popřípadě jejich vlastnictví. Velkému rozmachu přispělo rovněž dokončení železnice až do Moravské Ostravy. Orlovsko bylo stále odkázáno na dopravu uhlí povozy do Vítkovických železáren. Ovšem ne každé vydobyté uhlí bylo kvalitní a rentabilně těžitelné. Často se horníci museli vydat do větších hloubek se slabými slojemi, nevýhodou však byla malá technická a částečně i vědomostní vybavenost jednotlivých těžařů. V dolech se pracovalo hlavně ručně, pouze voda a uhlí se vyvážely strojně. Neopomenutelným bezpečnostním a nezbytným prvkem hlubinného dobývání bylo odvětrávání, kterému se začala věnovat pozornost od 40. let 19. stol. Buďto se na dolech stavěly dřevěné přehrady, které oddělovaly vtažné a výdušné větrní proudy vzduchu nebo byly umisťovány ventilátory na ruční pohon (dřevěné). Do první poloviny 19. stol. nebyly vytyčeny žádné hranice mezi jednotlivými dobývacími místy. Tento problém byl vyřešen vydáním horního zákona v r. 1854, který jasně stanovil, v jakém rozsahu mohou těžaři svá území rozšiřovat. Horní zákon stanovil pomyslné mantinely a vymezil prává týkající se jak těžby, tak i úpravy černého uhlí. Zpočátku mělo uhlí horší vlastnosti např.: v různých místech revíru bylo uhlí s různou výhřevností, západní část revíru se pyšnila koksovatelnějším uhlím než východní část a rovněž výskyt metanu je považován za limitující faktor v postupu těžby [1] Vliv průmyslové revoluce na ostravsko-karvinský revír Po úspěšných nálezech černého uhlí, zavedení horního zákona a celkovém rozvoji těžby na území Ostravska a Karvinska se bylo třeba zajímat o širší využit vlastností černého uhlí. 14

15 Postupně se začínal zvyšovat odbyt topného uhlí, co mělo za důsledek spojování malých dolů a budování velkých samostatných dolů. Doly byly vybavovány technikou, která posunula dobývání uhlí na vyšší úroveň. Zvýšení produkce neslo s sebou i zvýšení ceny uhlí, která se ustálila až na konci 60. let. V 50. letech 19. stol. došlo k velkému vzestupu výroby železa, což zapříčinilo paralelní vzestup odbytu uhlí z ostravskokarvinského revíru. Uhlí bylo vyváženo především do Rakousko-Uherska. Do konce 70. let, kromě vzestupu produkce železa a uhlí, vzrostla rovněž výroba a prodej koksu. Těžba v ostravsko-karvinském revíru stoupala od r do r a později měla klesající tendenci až do světové války. V průběhu průmyslové revoluce došlo rovněž k vývoji výroby koksu. Počátky koksování na Ostravsku se datují od r Tohoto roku byla zprovozněna vysoká pec ve Vítkovických železárnách. S postupem času docházelo k modernizaci vysokých pecí až do r. 1870, kdy byla většina koksoven na Ostravsku vybavena pecemi Coppée (v té době nejmodernější). V r se ostravský koks dodával do všech okolních železáren. Nejenom množství vytěženého uhlí stoupalo, ale rovněž byl znatelný i pokrok v technice, pomocí které byla těžba prováděna. V 50. letech 19. stol. se průměrná hloubka jednotlivých dolů pohybovala okolo 150 m. Ovšem byly v provozu i doly, kde se těžilo jen několik desítek metrů pod povrchem, hlavně na Karvinsku. Mezi první technické inovace patřilo vyzdívání jam, od r byly doly vybaveny těžními klecemi, v r byli do dolu nasazeni tažní koně a začátkem 70. let bylo užito dynamitu k odstřelování uhlí. Rovněž se kladl větší důraz na prevenci proti zranění horníků a bezpečnost v dole. Mnoho zbytečných nehod a často i smrtelných úrazů pramenilo z nedostatečně technologicky vyspělého vybavení. V dolech se používaly lampy s otevřeným ohněm, které měly nahradit lampy olejové, ale bohužel jich nebylo dostatek. Dalším důležitým ukazatelem, který byl technikou silně ovlivňován, byla produktivita práce. Do 60. let byla produktivita práce velmi nízká. V letech 1875 až 1914 se ostravsko-karvinský revír stal našim nejvýznamnějším kamenouhelným revírem. Těžba černého uhlí neustále rostla a ani výroba koksu nezůstávala pozadu. Mezi r a r rostla výroba koksu dokonce rychleji, než těžba uhlí což zapříčinilo, že se revír vlivem neustálého rozvoje hutnictví více orientoval na koksování. S vzrůstající poptávkou se rovněž zvyšovaly ceny uhlí. Koncem 19. stol. si hlubinné dobývání vyžádalo další vývoj techniky. Hloubky dolů vzrostly o více než 200 m oproti 150 m v 50. letech 19. stol. Konstrukce jednotlivých 15

16 jam byly zděné nebo vyztužené ocelovými prstenci. Po roce 1895 byly některé parní stroje, určené pro vertikální těžbu, nahrazeny elektrickými. Ovšem nebyly tak výkonné, takže se o komplexní výměně většiny parních strojů za elektrické zatím neuvažovalo. Na přelomu 19. a 20. stol. se začaly používat k horizontálnímu způsobu dopravy uhlí elektrické a benzolové lokomotivy. Nic však nezměnilo fakt, že hlavním zdrojem energie byla v dolech až do války pára. Doly se elektrifikovaly velmi pomalu z důvodu obavy výbuchů. Jedním z dalších rozvojových prvků bylo zavedení třídění uhlí na čtyři druhy velikosti, co zapříčinilo budování složitějších třídíren s mechanickým pohybem sít. Následně bylo nutné zavést úpravu uhlí pomocí vody v sazecích strojích (sazečkách). Úpravny a třídírny se elektrifikovaly mnohem rychleji než doly, protože zde nebylo vysoké riziko výbuchů. Rovněž koksárenství zažívalo technický rozvoj: rekonstruovaly se koksovny a instalovaly se nové pece, které mohly pojmout větší množství koksu. Celkově lze tedy považovat léta 1903 až 1904 za počátek mechanizace dobývání uhlí na Ostravsku. S postupem času se elektrifikace jednotlivých dolů stala nezbytnou, a proto se na začátku 20. stol. začaly, v jednotlivých podnicích, budovat elektrické centrály. Protože se čím dál tím víc začalo dobývání černého uhlí podepisovat na vzhledu a stavu krajiny a životního prostředí, byla založena Ředitelská konference OKKR, jejímž úkolem bylo nejenom usměrňovat těžbu, ale i regulovat mzdy horníků a cenu uhlí. Hloubky dolů se neustále zvětšovaly, důlní pole se rozšiřovala a tím vznikaly problémy s poddolováním jednotlivých obydlených míst. Obyvatelé poddolovaných oblastí nebyli spokojeni s těžbou v některých oblastech ostravsko-karvinského revíru. Horníci zakládali různé spolky a rovněž organizovali stávky, aby si upevnili své místo ve společnosti a dokázali, že jsou nejpočetnější složkou hospodářsky činného obyvatelstva na Ostravsku [1] Uhelné dobývání v ostravsko-karvinském revíru na pozadí první světové války Od počátku první světové války se kladl důraz na co největší výrobu železa a oceli. Dostatek těchto surovin byl hlavní podmínkou pro správný chod zbrojního průmyslu. Uhlí se přednostně dováželo do koksoven a v r díky mobilizaci bylo povoláno do vojska více než horníků. Úbytek horníků v dolech se začal projevovat hned rok na to, kdy nemohly být prováděny přípravné práce pro těžbu uhlí v takovém tempu, s jakým se počítalo. Proto byli do dolů nasazení váleční zajatci. V letech 1915 až

17 vzrostl počet úrazů a onemocnění. Výsledky před válkou, které patřily mezi nejvyšší v dosavadní historii, byly zapomenuty a těžba začala klesat. Černouhelné doly, které hrály významnou roli ve tvorbě národního hospodářství, se vzpamatovávaly po válce velmi pomalu. Stejně na tom bylo i koksárenství. Jedno pozitivum zde bylo a to, že za války byla těžba uhlí výnosným podnikáním. To se ovšem týkalo pouze velkých podniků. Na konci první světové války horníci zorganizovali stávku, čímž chtěli dosáhnout zlepšení životní úrovně. Částečně bylo horníkům vyhověno. Ostravsko-karvinský revír stál po válce v dezolátním stavu na prahu nové éry, posílené založením Československé republiky (dále jen ČSR ) [1]. 3.2 Ostravsko-karvinský revír v době první republiky Vznik ČSR znamenal pro ostravsko-karvinský revír větší možnost zapojit se do evropského uhelného trhu. Rovněž se zvýšila konkurence sousedních států. Po založení ČSR se uhelný průmysl potýkal se změnami hlavně v oblasti ekonomiky, politiky a organizační struktury těžby. Své pole působnosti rozšířila a naplno se angažovala Ředitelská konference ostravsko-karvinského kamenouhelného revíru, kterou tvořili zástupci jednotlivých těžařstev. Dalšími kroky vedoucími ke zlepšení situace ostravskokarvinských dolů byla rekonstrukce samotných dolů, motivace horníků k opětovné chuti do práce a vytvoření uhelných zásob. V r se revír snažil ze všech sil zajistit chod dolů. Avšak na přelomu r a 1924 došlo k tíženému zastavení poklesu uhelné produkce a následnému rozšiřování těžby. Spotřeba uhlí a koksu v Evropě začala růst a zastavila se až v r Než se ostravsko-karvinský revír stačil vzpamatovat z první světové války a jejího dopadu na provoz dolů, musel čelit dalšímu ohrožení své působnosti a jmenovitě velké hospodářské krizi v r až Krize postihla nejen Československou, ale i světovou ekonomiku. Největší komplikace byly s odbytem černého uhlí do zahraničí. Naštěstí neměly následky velké hospodářské krize takový dopad na provoz dolů v ostravsko-karvinském revíru jako první světová válka. V r došlo k opětovnému obnovení ekonomiky a průmyslové produkce. Nejlepšími výsledky v těžbě se ostravsko-karvinský revír mohl pyšnit v r. 1937, kdy došlo k převýšení těžby z r o 73 %. Stáří jednotlivých dolů a jejich velikost si vynutily další prohlubování. Průměrná hloubka dolů byla 518 m. Rovněž nastaly problémy a komplikace v oblasti technického vybavení dolů, podzemní dopravy a odvětrávání důlních plynů. Počet dolů v ostravsko-karvinském revíru klesl ze 40 na 31. Cílem bylo vytvořit menší počet 17

18 závodů, které se zvětšovaly. Také v oblasti mechanizace dolů, v ostravsko-karvinském revíru, došlo k výrazným změnám. Postupně se prodlužovaly dráhy pro důlní lokomotivy, zvětšil se počet sbíjecí techniky a do ústraní se ubírala doprava pomocí koňské síly. Na povrchu se přecházelo ze suché úpravy uhlí na mokrou. Nelze opomenout fakt, že rovněž výroba koksu a briket prožívala velký rozvoj, zejména z důvodu narůstající poptávky ze zahraničí. Koksovnybyly postupně rekonstruovány a modernizovány. Brikety se začaly vyrábět v poválečných letech a jejich výroba se s postupem času rozšiřovala. Ostravsko-karvinský revír byl na dobré cestě k dosažení uspokojivých výsledků v hospodaření těžařstev. Ovšem bylo nutné přistoupit k dalšímu prohlubování a budování nových dolů, z důvodu postupného vyčerpávání důlních polí [1]. 3.3 Počátek, průběh a následky druhé světové války v ostravskokarvinském revíru Celkový stav a struktura ostravsko-karvinského revíru byla daná mnichovskou dohodou, jejíž podmínky přetrvaly až do května r Došlo k připojení těšínské části ostravsko-karvinského revíru k Polsku v r Zbylá část ostravsko-karvinského revíru se stala součástí Protektorátu Čech a Moravy. Takto rozdělený revír byl zapojen v době druhé světové války, do německého válečného hospodářství, v němž právě hornictví tvořilo základnu pro těžký a zbrojní průmysl. V průběhu druhé světové války se těžilo zejména vysoce kvalitní a hlavně koksovatelné uhlí. Aby vytěžené uhlí mělo výše zmíněné vlastnosti, muselo dojít na dolech k různým změnám, přestavbám a modernizacím. Doly byly opět prohlubovány až do hloubky 850 m. V letech 1941 až 1942 válka vrcholila a ostravsko-karvinský revír představoval hlavní zásobárnu uhlí při jednotlivých nacistických taženích do Ruska. Protože Němci počítali s postupným obsazováním území bohatých na černý nerost, nebrali ohled na stav dolů a množství uhlí, které se v nich nacházelo. V průběhu německé okupace bylo hlavním cílem čím jak nejrychlejší vydobytí největšího množství černého uhlí za použití jakýchkoli prostředků. Během druhé světové války pracovalo v dolech mnoho válečných zajatců. 18

19 S postupem času pracující lid pochopil, že konec války se blíží a morálka na pracovišti začala pozvolna klesat. V roce 1944 klesla těžba z původních Mg uhlí (r. 1943) na Mg uhlí vytěženého v ostravsko-karvinském revíru. Po skončení druhé světové války byly doly zničeny a zdevastovany, ovšem opět přečkaly těžké období, jehož průběh zanechal na uhelném průmyslu značné škody [1]. 3.4 Ostravsko-karvinský revír v letech Postupná obnova revíru od r do r Souhrnně lze považovat za situaci v ostravsko-karvinském revíru po druhé světové válce za svízelnou a složitou. Ostravsko-karvinský revír poznamenán následky druhé světové války vstupuje do své nové etapy. Doly se postupně restaurovaly a stejným procesem muselo projít i národní hospodářství. Dalším cílem bylo zajištění potřebného množství pracovních sil. V průběhu prvních tří let po skončení druhé světové války probíhala obnova revíru velice pomalu a postupně se projevovaly další nedostatky způsobené válkou. Důležité ovšem bylo, že těžba rok od roku rostla. Revitalizace dolů, která probíhala, od r do r. 1948, byla zakončena mocenským převratem, v němž hlavní roli hrálo KSČ. V dalších 40. letech se národní hospodářství řídilo sovětskou hospodářskou strategií [1] Rozvoj revíru v letech 1949 až 1960 Nový politický režim nastolil právo na předností rozvoj právě těžkému průmyslu, což plně vyhovovalo ostravsko-karvinskému revíru, a ovlivnil další vývoj národního hospodářství. Z počátku revír jen stěží a za pomoci vysokých nákladů dodával koksovatelné uhlí do různých energetických zařízení, jejíž provoz vyžadoval vysokou spotřebu paliva a energie. S postupem času se však situace stabilizovala. Zdokonalovala se rovněž důlní technika a vybavenost dolů. Všechna nápravná opatření a postupy při jejich realizaci byla uvedena v tzv. Dokumentu (Dokument strany a vlády o opatřeních ke zvýšení těžby uhlí a výrobnosti práce v ostravsko-karvinském revíru). Mezi zásadní změny ve vybavenosti dolů patřilo nasazení prvního dobývajícího kombajnu na dole Pokrok v Petřvaldě. Výroba koksu, se kromě r. 1951, neustále zvyšovala. Rostoucí nároky na energii a suroviny měly za následek ekonomickou reformu v r

20 Masivní rekonstrukce většiny dolů v ostravsko-karvinském revíru začala v r (důl Mír v Karviné) a postupně se rozšířila i do ostatních dolů. Některé doly se slučovaly, docházelo k opětovnému prohlubování a výstavbě nových dolů. V oblasti pracovní iniciativy se přejímaly sovětské tendence utváření údernických brigád, jejichž cílem bylo plnění kvantitativních ukazatelů plánu. Tato hnutí byla obdobou stachanovských výkonů [1] Další etapa rozvoje ostravsko-karvinského revíru ( ) Strukturu této etapy revíru utvářela zejména normalizační politika a s ní spojená maximalizace těžby. Důsledkem této politiky bylo jak ekonomické, tak i kapacitní vyčerpání revíru, doprovázené mnoha důlními otřesy. Na jedné straně vysoké výnosy těžby a na druhé straně postupné vyčerpávání důlních zásob na úkor existence dolů. Nadále však pokračovaly rekonstrukce a inovace v těžbě černého uhlí. Bohužel však v r došlo k důlnímu neštěstí. Na Dole Dukla vypukl požár, který měl na svědomí 108 lidských životů. Tato událost společně s dřívějšími výbuchy metanu na dalších dvou dolech si vyžádala okamžité ekonomické, technické a organizační opatření týkající se bezpečnostních předpisů. Mnohé z nich jsou součástí i dnešních bezpečnostních předpisů. Stále se však ostravsko-karvinský revír potýkal s problémem nedostatečného množství horníků. Aby byl plán splněn, museli horníci pracovat přesčas, což bylo, z hlediska dlouhodobé fyzické zátěže, neúnosné. Doba, v které se revír nacházel, stanovila podmínky, jejichž důsledkem bylo nevyhnutelné zvýšení velkoobchodní ceny uhlí, z původních 150 až 160 Kčs za Mg (z r až 1965), na 300 až 315 Kčs za Mg (r. 1967). V letech 1966 až 1968 stále nebyla ujasněna dlouhodobá koncepce rozvoje uhelného průmyslu. Rovněž v oblasti pracovní morálky a iniciativy se prováděly změny. Došlo k zániku údernického pojetí splňování norem. Ty byly nahrazeny efektivnějšími způsoby, jak motivovat horníky k vysokým výkonům. Opět došlo ke zvýšení ceny uhlí na 333 Kčs za Mg, v r. 1969, a to z důvodu ekonomických změn v národním hospodářství. Od r do r se situace ostravsko-karvinského revíru měnila z roku na rok. Jednotlivé technickoekonomické složky byly posíleny, ale na druhé straně docházelo k úbytku rezerv získaných v době masivního rozvoje revíru. Taktéž se 20

21 v letech 1974 až 1980 zhoršovaly přírodní (geologické) podmínky, co způsobilo pokles těžby. V tomto období opět vzrostl počet důlních otřesů. Ostravsko-karvinský revír se nacházel, jako už několikrát během své existence, v nelehké situaci. Karvinské dobývací prostory byly přetížené, ale přesto se usilovalo o jejich zachování a udržení těžby. Rovněž se musela realizovat výstavba a rekonstrukce dolů schopných těžit černé uhlí z velkých hloubek. Zejména výše zmíněné důvody vedly k vypracování další koncepce sahající daleko za rok 2000, která se týkala hlavně přehodnocení struktury těžby a množství vyváženého objemu ostravsko-karvinského uhlí či koksu. Další pokles těžby nastal v letech 1981 až Jednou z mála věcí, kterou se mohl ostravsko-karvinský revír chlubit, byla produktivita práce, nasazování výkonných kombajnů a hřeblových dopravníků. Významným rozhodnutím revíru bylo uzavření Československo-polské dohody o dobývání v příhraničních pásmech v r Vzhledem k tendenci neustálého prohlubování dolů došlo k dosažení hranice maximální dobývací hloubky, jejíž hodnota se pohybuje mezi m. Zásadní změny se odehrály roku 1985, v němž začala přestavba společenských a politických vztahů, posílená reformou hospodářského mechanismu tzv. perestrojka přestavba ostravsko-karvinského revíru. V průběhu r došlo ke znatelnému poklesu výroby koksu, což způsobilo snížení jeho exportu do zahraničí [1] Změny v ostravsko-karvinském revíru po Sametové revoluci Podnětem k zásadním změnám, které se týkaly především ekonomické reformy a vnějších hospodářských vztahů, byl mocenskopolitický zvrat v r Opět probíhaly rekonstrukce dolů, většinový podíl dolů získala akciová společnost KARBON INVEST, což znamenalo konec privatizace a OKD si upevnilo svou pozici na středoevropském trhu. Další oblastí, která si vyžadovala trvalou pozornost, byla restrukturalizace související s dosažením souladu mezi těžbou a poptávkou po černém uhlí či koksu. Následně však byla hlubinná těžba, v letech , na některých dolech ostravsko-karvinského revíru utlumena. Důvodem byla ekonomická ztrátovost. Povrchová úprava uhlí byla modernizována a soustředila se na úpravu jemnozrnných frakcí. Mezi lety 1993 až 1996 docházelo k postupnému odstranění důlních podniků (Ostrava, Heřmanice atd.). 21

22 Jakou rychlostí doly zanikaly, tak stejnou rychlostí, v r , se jiné doly slučovaly a tím vytvářely efektivnější, ekonomicky výhodnější a nákladově nižší podmínky pro těžbu černého uhlí. Například: Důl Čs. armáda, o. z. (spojení dolů Čs. armáda a Doubrava), Důl Lazy, o. z. (spojení dolů Lazy, Dukla a František), Důl Darkov, o. z. (spojení dolů 1. máj, Darkov a 9. květen). S blížícím se r bohužel docházelo k úbytku zaměstnanců vlivem restrukturalizace dolů a také vydáním nařízení o minimální věkové hranici (21 let) pro osoby pracující v dole. Zákaz vydaný v r způsobil rapidní pokles zájemců o práci v dolech. Také se snížil zájem o studium této problematiky jak na hornických učilištích, tak i na Hornicko-geologické fakultě Vysoké školy báňské v Ostravě. Následkem zákazu byla zvýšená nezaměstnanost a naopak zvyšující se počet zaměstnaných cizinců. Proto byl zákaz zrušen v r Avšak počet kvalifikovaných zaměstnanců byl stále nedostatečný, a proto docházelo k zaměstnávání pracovníků z Polska či Slovenska. Těžba se dostala do fáze, kdy se stala konstantní pro všechny činné doly. Završením celého procesu restrukturalizace a přetvoření ostravsko-karvinského revíru bylo spojení privátních akciových společností OKD a KARBON INVEST [1]. Ostravsko-karvinský revír se několikrát, během své existence, pohyboval na hraně zániku, přečkal dvě světové války, okupaci a nakonec politický převrat v r Pokaždé se však dokázal vzchopit. Dnes vytváří charakteristický obraz ostravskokarvinského regionu a poskytuje zaměstnání více jak obyvatel. 22

23 4 VLIV TĚŽEBNÍCH A ÚPRAVÁRENSKÝCH ODPADŮ NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Již od 18. stol. podobu a charakter krajiny na území Ostravsko - Karvinska značně ovlivňovaly doly, které se zde nacházely. Těžba a následná úprava černého uhlí se s postupem času rozvíjela a měnila vzhled tohoto regionu. Zájem podniků, které řídily těžbu, o ochranu životního prostředí byl až do začátku druhé poloviny 20. stol. velmi nízký. Teprve akciová společnost OKD, a. s. se začala zabývat stavem krajiny, která do té doby byla zdevastována těžbou. Díky sanacím a rekultivacím krajiny se region zásadně změnil. Jelikož se v oblasti Karvinska těží kvalitní černé uhlí pouze hlubinným způsobem, dochází k neustálému zatěžování této oblasti a to několika způsoby: poddolováním, tělesy odvalu (haldy), tvorbou usazovacích nádrží flotačních hlušin, vypouštěním důlních vod do vodotečí, emisemi TZL (tuhé znečišťující látky) [2]. 4.1 Rekultivace Sanačně-rekultivační práce umožňují obnovit, vlivem těžby, zdevastovanou krajinu. Takto rekultivovaná oblast může být využita k jiným než těžebním účelům. V některých případech dojde k samovolné přírodní rekultivaci výše zmíněných útvarů, které se po tomto procesu nazývají biologicky cenná krajina. Pomocí sanačně-rekultivačních opatření se odstraňují staré kalové nádrže, upravují odvaly hlušiny, zarovnávají poklesové kotliny. Proces rekultivace se dělí na dvě navazující fáze: 1.Technická rekultivace tvarování území, obnova vodoteči apod. 2.Biologická rekultivace výsadba zeleně, vytvoření podmínek pro živočišné a rostlinné druhy apod. Jak bylo výše uvedeno, nejprve se provádí technická rekultivace tvarováním území a potom následuje výsadba nebo zatravnění daného území [3]. 4.2 Povrchové terénní nerovnosti vznikající vlivem těžby V místech, kde se těží černé uhlí, dochází na povrchu, k vytvoření terénních nerovností. Velikost a rozloha nerovností závisí na mnoha faktorech, zejména na horninovém složení oblasti, v které se uhlí těží [4]. 23

24 4.3 Důlní vody Jedním z hlavních odpadů vznikajících v dolech jsou důlní vody. Do kategorie důlních vod patří všechna voda nacházející se v dole. Z bezpečnostních důvodů se důlní voda čerpá i z již uzavřených důlních děl a dolů [5]. 4.4 Uhelné kaly Tento druh odpadu vzniká z úpravy černého uhlí. Uhelné kaly mají velmi jemnou strukturu a jsou rozpuštěny ve vodě. Kaly se přestaly produkovat s postupným rozvojem úpravárenských technologií. Odstranění vytěžených odkališť se provádí pomocí sanace a rekultivace [6]. 4.5 Hlušiny a haldy Neodmyslitelnou součástí procesu těžby a úpravy černého uhlí je tvorba hlušiny a hald, které se vyskytují v blízkosti šachet. Protože byl podíl uhlí v haldách vysoký a s přístupem vzduchu docházelo k jejich samovznícení, byla provedena opatření vedoucí k omezení samovznícení. Odstranění hald je proces dlouhodobý a náročný. Hlušina, jako jeden z mála odpadů vznikajících při těžbě černého uhlí, je certifikována a používá se jako stavební materiál. Hlušinou se vytvářejí zemní tělesa komunikací, provádějí úpravy terénu a rovněž slouží k sanaci a rekultivaci [7]. 4.6 Důlní plyny a metan S postupným vývojem a rozšiřováním těžby se zvětšovalo riziko výskytu důlních plynů, ve kterých se metan vyskytuje v rozmezí % a je doprovázen kysličníkem uhelnatým a kyslíkem. Zpracovaný důlní plyn pro komerční využití často nazýváme karbonským zemním plynem, protože má jiné složení než zemní plyn, ale má rovněž vysokou výhřevnost 35 MJ/m 3 [8]. 24

25 5 LEGISLATIVNÍ RÁMEC PROBLEMATIKY NAKLÁDÁNÍ S TĚŽEBNÍMI ODPADY 5.1 Zákon č. 157/2009 Sb., o nakládání s těžebním odpadem Podle zákona č. 157/2009 Sb., o nakládání s těžebním odpadem je pojem těžební odpad definován jako jakýkoliv odpad, kterého se provozovatel zbavuje nebo má úmysl nebo povinnost se zbavit, přičemž vzniká při těžbě, úpravě nebo skladování nerostů a patří podle zákona o odpadech mezi odpad z těžby nebo úpravy nerostů. Metody nakládání s těžebním odpadem, jejichž následkem by mohlo dojít k poškození životního prostředí (voda, vzduch a půda), nesmí být používány [9] Problematika uložení těžebního odpadu Pokud se provozovatel rozhodne těžební odpad ukládat, může tak učinit pouze do vytěžených prostor, do povrchových vod nebo na omezenou dobu do úložných míst, podle klasifikace daného odpadu. Místo uložení odpadu musí být zabezpečeno a dle zákona č. 157/2009 Sb. o nakládání s těžebním odpadem se úložným místem rozumí místo kde se ukládá těžební odpad v pevném (odvaly) či kapalném (odkaliště) stavu. Z hlediska vlivu na životní prostředí a lidské zdraví, se úložiště dělí na kategorii I a II. Úložiště I. kategorie je prostor (plocha), kde by manipulace techniky a její případné selhání mohly způsobit havárií. Rovněž vysoké množství ukládaného nebezpečného těžebního odpadu řadí dané úložiště do I. kategorie. Všechna ostatní úložná místa nesplňující výše zmíněné požadavky nebo sloužící pouze pro uložení těžebního odpadu z těžby, úpravy a skladování rašeliny, patří do kategorie II. Český báňský úřad, se souhlasem Ministerstva životního prostředí určí, jak se budou hodnotit chemické a fyzikální vlastnosti těžebního odpadu a stanovuje limity, podle nichž se budou zařazovat jednotlivá úložiště do kategorie I nebo II. Pokud provozovatel ukončí provoz úložného místa, je jeho povinností zajistit kontrolu geotechnické a chemické stability. Také musí minimalizovat možné negativní vlivy na životní prostředí, především na podzemní a povrchové vody. Následně je obvodním báňským úřadem vydáno rozhodnutí o uzavření úložného místa. Povolení pro provoz úložného místa, popřípadě jeho změnu, uděluje obvodní báňský úřad [9]. 25

26 5.2 Zákon č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon) Podle zákona č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon) je definice důlních vod uvedena v 40 Důlní vody, který charakterizuje důlní vody jako všechny povrchové, podzemní a srážkové vody, které vnikly do důlních prostorů, bez ohledu na způsob jejich průniku [10]. Důlní vody je nutné čerpat a na základě vydaných povolení odboru životního prostředí Krajského úřadu Moravskoslezského kraje vypouštět do vodotečí. Množství vypouštěných vod je stanoveno kvalitativními a kvantitativními limity, aby nedošlo k narušení přírodního charakteru řek a potoků. Podle ustanovení 115 odst. 14 zákona č. 254/2001 Sb. o vodách (vodní zákon) a 40 odst. 2 písm. c) zákona č. 44/1988 Sb. o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), byl stanoven způsob a podmínky, které se musí dodržovat při vypouštěnídůlních vod do vod povrchových z lokalit vnitřní organizační jednotky (dále jen VOJ ) Dolu ČSM (lokalita ČSM Sever a Jih), VOJ Dolu Darkov do Karvinského potoka, VOJ Dolu Karviná - lokalita ČSA do Karvinského potoka a do Doubravské stružky, VOJ Dolu Karviná lokalita Lazy do Orlovské stružky, VOJ Dolu Paskov lokalita Staříč do Ostravice a lokalita Frenštát do Lubiny [11] Množství důlních vod vypouštěných do vod povrchových V níže zobrazených tabulkách jsou uvedeny limity, které stanovuje Krajský úřad Moravskoslezského kraje. Podle těchto limitů se vypouští důlní vody s jednotlivých dolů v ostravsko-karvinském revíru do vodotečí. Limity jsou stanoveny jak pro celkové množství vypouštěných důlních vod v průběhu jednoho roku, tak rovněž pro maximální přípustné hodnoty jednotlivých ukazatelů obsažených v důlních vodách [11]. Tabulka č. 1a) Množství vypouštěných důlních vod za dané období VOJ Důl ČSM lokalita ČSM Sever a ČSM Jih a VOJ Důl Darkov do Karvinského potoka[11]. Období Množství (m 3 za rok) r r r r

27 Tabulka č. 1b) Přípustné hodnoty ukazatelů obsažených ve vypouštěných důlních vodách do Karvinského potoka VOJ Důl ČSM a Darkov[11]. Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Cl 25 tis. Fe 8,0 SO Mn 1,5 NL 200 C 10 C 40 4,0 RAS 18 tis. PAU 0,01 Tabulka č. 2a) Množství vypouštěných důlních vod za dané období VOJ Důl Karviná lokalita ČSA do Karvinského potoka [11]. Období Množství (m 3 za rok) r r r r Tabulka č. 2b) Přípustné hodnoty ukazatelů obsažených ve vypouštěných důlních vodách do Karvinského potoka VOJ Důl Karviná [11]. Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Cl 18 tis. Fe 8,0 SO Mn 1,5 NL 175 C 10 C 40 3,0 RAS 27 tis. PAU 0,01 27

28 Tabulka č. 3a) Množství vypouštěných důlních vod za dané období VOJ Důl Karviná lokalita ČSA do Doubravské stružky [11]. Období Množství (m 3 za rok) r r r r Tabulka č. 3b) Přípustné hodnoty ukazatelů obsažených ve vypouštěných důlních vodách do Doubravské stružky VOJ Důl Karviná [11]. Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Cl 18 tis. Fe 8,0 SO Mn 1,5 NL 175 C 10 C 40 3,0 RAS 27 tis. PAU 0,01 Tabulka č. 4a) Množství vypouštěných důlních vod za dané období VOJ Důl Paskov do Ostravice [11]. Období Množství (m 3 za rok) r r r r

29 Tabulka č. 4b) Přípustné hodnoty ukazatelů obsažených ve vypouštěných důlních vodách do Ostravice VOJ Důl Paskov [11]. Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Cl 5 tis. Fe 5,0 SO Mn 1,5 NL 150 C 10 C 40 3,0 RAS 10 tis. PAU 0,01 Tabulka č. 5a) Množství vypouštěných důlních vod za dané období VOJ Důl Paskov do vodního toku Lubina [11]. Období Množství (m 3 za rok) r r r r Tabulka č. 5b) Přípustné hodnoty ukazatelů obsažených ve vypouštěných důlních vodách do vodního toku Lubina VOJ Důl Paskov [11]. Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Ukazatel Přípustná hodnota (mg/l) Cl 20 tis. Fe 5,0 SO Mn 1,5 NL 150 C 10 C 40 5,0 RAS 50 tis. PAU 0,04 29

30 5.3 Vymezení pojmu odkaliště zákonem o vodách i zákonem o nakládání s těžebním odpadem Odkalištěm se podle zákona č. 157/2009 Sb., rozumí uměle nebo přírodně vytvořený prostor na povrchu, který slouží k dočasnému, popřípadě trvalému umístění kalu (odpadu) [9]. Jedná se o úložná místa, podle zákona o těžebních odpadech, ale pouze v případě, kdy nejde o vytěžený prostor s uloženým těžebním odpadem. Z hlediska zákona č. 254/2001 Sb., (zákon o vodách) je odkaliště vnímáno jako stavba (vodní dílo), sloužící ke vzdouvání a zadržování vod. Právě odkaliště je jedním z míst, kde je možno odpad z těžby uložit, ovšem v souladu s podmínkami uvedenými v zákoně o vodách. Důležité je, u tohoto typu ukládání těžebního odpadu, dodržovat maximální zákonem stanovené koncentrace kyanidu, který je rozložitelný ve slabé kyselině, tudíž se může nacházet v úložném místě [12]. 5.4 Vymezení pojmu hlušina zákonem č. 157/2009 Sb. Zákon č. 157/2009 Sb., za hlušinu považuje hmotu, která prošla úpravou nerostů, ovšem nejedná se o haldu což je hmota doprovázející ložisko a bez úpravy přechází na odval [9]. 5.5 Vyhláška č. 429/2009 Sb. Tato vyhláška stanovuje způsob hodnocení fyzikálních a chemických vlastností těžebního odpadu, jeho stabilitu následně vyznačuje limity podle, kterých se jednotlivá úložná místa zařazují do kategorií a vymezuje pojem inertního těžebního odpadu [9] Způsoby nakládání s těžebním odpadem a hodnocení jeho vlastností Těžební odpad, zejména jeho vlastnosti, je hodnocen podle: činnosti, při kterých vzniká, geologické charakteristiky ložiska, plánovaného způsobu nakládání s těžebním odpadem, geotechnického a geochemického chování těžebního odpadu. Způsoby nakládání s těžebním odpadem závisí na: původu těžebního odpadu, procesu, při kterém těžební odpad vzniká (průzkum, těžba, třídění, drcení, obohacování a mletí), množství těžebního odpadu, systému dopravy těžebního odpadu a zařazení těžebního odpadu v souladu s Katalogem odpadů podle vyhlášky č. 381/2001 Sb. Mimo jiné se také zjišťuje: nebezpečnost těžebního odpadu, chemické a mineralogické vlastnosti, obsah zbytkových látek a odhad množství průsaků. 30

31 Všechny výše zmíněné a sledované parametry těžebního odpadu slouží k zařazení tohoto odpadu do příslušné kategorie úložných míst [9] Plán pro nakládání s těžebním odpadem podle vyhlášky č. 429/2009 Sb. Plán nakládání s těžebním odpadem musí být vypracován provozovatelem a předán ke schválení obvodnímu báňskému úřadu. Je to hlavní dokument, který musí být vypracován při každé činnosti, která souvisí s nakládáním s těžebním odpadem. Mezi jeho hlavní podmínky patří: předcházení vzniku těžebního odpadu, omezení jeho škodlivosti, zabezpečení místa uložení, uskutečnění sanace a rekultivace území dotčeného provozem úložného místa atd. O všech výše zmíněných postupech, včetně případné změny místa uložení, musí být uchovávány záznamy po dobu 5 let (u úložných míst I. kategorie je to 10 let) [9]. 5.6 Vyhláška č. 428/2009 Sb. Vyhláška o provedení některých ustanovení zákona o nakládání s těžebním odpadem se zabývá zapracováním směrnic Evropského parlementu a Rady 2006/21/ES o nakládání s odpady z těžebního průmyslu. Stanovuje obsah zprávy o celkovém vyhodnocení úložného místa a také jednotlivé postupy havarijního plánu, pomocí nichž se předchází nehodám. V neposlední řadě určuje, jakým způsobem se vypočítá finanční rezerva pro činnosti spojené s nakládáním s těžebním odpadem. Každá zpráva o celkovém vyhodnocení úložného místa musí obsahovat výsledky monitorování a provozu úložného místa od zahájení provozu až do vypracování zprávy. Získané informace se týkají především bezpečnosti úložného místa a jeho provozu. Rezerva finančních prostředků se využívá zejména na uzavření, sanaci a následnou rekultivaci úložného místa. Pomocí finanční rezervy se zajišťuje i monitorování uzavřeného úložného místa. Je třeba zahrnout do výpočtu finanční rezervy vliv na životní prostředí, rozsah monitorování a technická opatření (sanace a rekultivace) [9] Obsah havarijního plánu Havarijní plán musí obsahovat náležitosti a opatření ke zvládnutí nehod, včetně mimořádných událostí. Rovněž se v havarijním plánu uvádějí opatření týkající se ochrany a zabezpečení lidského zdraví, popřípadě životního prostředí. V neposlední řadě je zde také popsán způsob sanace a rekultivace úložného místa [9]. 31

32 5.7 Působnost zástupců veřejné správy podle zákona o nakládání s těžebním odpadem Český báňský úřad Spolupracuje s Evropskou komisí a informuje ji o závažných nehodách, popřípadě zajišťuje pomoc členským státům, které následky havárie zasáhly. Vypracovává pro Evropskou komisi zprávu o provádění zákona č. 157/2009 Sb. [9] Obvodní báňské úřady Obvodní báňské úřady představují nejdůležitější orgán veřejné správy, co se problematiky nakládání s těžebními odpady týče. Do jejich kompetence spadá povolování provozu úložného místa i jeho změna, schvalování plánu pro nakládání s těžebními odpady atd. [9] Ministerstvo životního prostředí Kontroluje zabezpečení uzavřených úložných míst, spolupracuje s Českým báňským úřadem a vede registr (seznam) míst určených pro uložení těžebních odpadů. Do registru se objekty zařazují podle kategorií: haldy, odkaliště, odval, výsypka, skrývka apod. [9] Ministerstvo zemědělství Schvaluje plán pro nakládání s těžebními odpady, ale pouze z těžby rašeliny. Rovněž může provozovateli udělit výjimku z plnění požadavků na ukládání těžebních odpadů, pokud se jedná o odpad vznikající z těžby, úpravy a skladování rašeliny [9] Krajský úřad Krajské úřady zpracovávají, na základě informací od provozovatele úložného místa, havarijní plán v případě, že by došlo k možnému ohrožení životního prostředí a zdraví lidí. Také v plánu uvedou opatření pro zmírnění rizik vycházejících z provozu úložného místa [9]. 32

33 6 DEGAZACE DOLŮ A NÁSLEDNÉ ENERGETICKÉ VYUŽITÍ DŮLNÍHO PLYNU 6.1 Vznik a složení důlního plynu O metanu, hlavní složce důlního plynu, se dá hovořit jako o energeticky využívané komoditě a částečně i jako o odpadu. Z hlediska geneze plynu dosud převládal názor, že se jedná o plyn, vzniklý výhradně v rámci prouhelňovacího procesu, kdy dlouhodobými fyzikálními a chemickými přeměnami akumulované biomasy za příhodných tlakověteplotních podmínek došlo k postupnému vzniku uhelné hmoty a doprovodného metanu, vyšších uhlovodíků, oxidu uhličitého, dusíku a vody. Jak se zvyšovala teplota a tlak, narůstal i obsah uhlíku v uhlí a tím stupeň prouhelnění. Obecně platí, že čím je vyšší stupeň prouhelnění, tím vyšší je obsah metanu [13] Výskyt důlních plynů v ostravsko-karvinském revíru Na činných dolech v ostravsko-karvinském revíru je metan odsáván systémem důlní degazace. Značná pozornost je v současné době soustředěna na řešení problematiky vystupujícího důlního plynu na povrch v lokalitách uzavřených dolů. Průvodní jevy doprovázející útlum hornické činnosti v ostravsko-karvinském revíru vyvolaly koncem 90. let potřebu řešení těchto nově vzniklých problémů. S uzavíráním dolů a zánikem větrání dolů dochází k samovolnému výstupu důlního plynu, který při nekontrolovaném výstupu na povrch, případně do uzavřených a nevětraných prostor budov může dosáhnout výbušné koncentrace. V několika případech způsobil tento plyn výbuch a zranění osob. Vysoká pravděpodobnost migrace důlního plynu na povrch existuje na celém území zasaženém v minulosti hornickou činností [14]. 6.2 Těžba důlního plynu Těžbu důlního plynu zajišťuje v ostravsko-karvinském revíru společnost Green Gas DPB, a.s. Tato společnost se zaobírá dvojí problematikou těžby důlního plynu: s využitím hlavních odstraňovaných důlních děl ústících na povrch a s využitím vrtů z povrchu do stařin (již vydobyté důlní prostory, v kterých je plyn kumulován) [14] Těžba plynu s využitím odstraňovaných hlavních důlních děl ústících na povrch Tento způsob těžby metanu vyžaduje úpravu důlního díla vytvořením plynotěsného uzávěru nad nejvyšším otevřeným patrem a rozdělením odsávacího systému na 33

34 odsávání části jámy, která plní akumulační funkci nebo odsávání plynu původním degazačním systémem dolu [14]. Obr. č. 1 Schéma odsávání plynu z uzavřené jámy[15] Těžba plynu s využitím vrtů z povrchu Jak je výše uvedeno, hlavními těžebními zdroji plynu jsou speciálně upravené odstraňované jámy. Depresní dosah těchto zdrojů je dán řadou faktorů, např. způsobem a rozsahem rozfárání jednotlivých důlních polí, úpravou stávajícího důlního degazačního systému před uzavřením dolů, způsobem jejich zabezpečení, napojením nejvyšších pater na tento systém atd. Důležitý je rovněž způsob odstranění důlního díla, vzhledem ke stávajícímu nebo nově instalovanému degazačnímu potrubí tak, aby toto potrubí nebylo při postupném odstraňování důlního díla poškozeno. Projektování vrtů se provádí na základě studií mapových podkladů, historických údajů ze sledování plynodajnosti jednotlivých dílčích částí ostravsko-karvinského revíru, výsledků vrtného průzkumu a vytvořeného monitorovacího systému [14]. 34

35 6.3 Distribuce důlního plynu Společnost Green Gas DPB, a.s. rovněž zajišťuje distribuci důlního plynu pomocí plynovodu, jehož výstavba byla zahájena v letech V současné době společnost Green Gas DPB, a.s. vlastní a provozuje autonomní plynovodní síť o délce 150 km (viz obr. č. 2). Distribuce plynu dle zákona č. 222/1994 Sb., je povolena rozhodnutím o udělení státní autorizace pro rozvod plynu [14]. Obr. č. 2 Plynovodní síť společnosti Green Gas DPB, a.s. [15] 6.4 Využití důlního plynu Důlní plyn je těžen z činných i uzavřených ostravsko-karvinských dolů. Obsah metanu je nižší, s koncentrací 50 až 60 % s možností lokální těžby s koncentrací až %. V poslední době se daří udržovat složení plynu v přijatelném standardu a je tedy vhodný pro využití ve středních, popřípadě také větších zdrojích. Negativní stránkou důlního plynu je časová charakteristika těžby, která je podstatně rovnoměrnější, než sezónní potřeba tepla pro vytápění. Toto bylo eliminováno dodávkami důlního plynu pro technologie převážně hutních provozů, kde je důlní plyn odebírán rovnoměrně po celý rok. Důlní plyn je kvalitním palivem s vlastnostmi blízkými zemnímu plynu. Nabízí se tedy více technických možností jeho využití. Technická využitelnost je však jen jedním předpokladem skutečného uplatnění. Dalšími dvěma důležitými hledisky jsou 35

36 velikost uplatněného objemu plynu a nakonec praktické hledisko možnosti obchodního uplatnění [14] Kogenerace Způsob využití důlního plynu v kogeneračních jednotkách je v současné době označován jako jeho ekonomicky nejvýhodnější zhodnocení. Kogeneračními jednotkami jsou označovány obvykle kompaktní zdroje elektrické energie. V kogenerační jednotce je elektrický generátor poháněn nejčastěji spalovacím motorem (viz obr. č. 3). Motory v kogeneračních jednotkách jsou standardně konstruovány na zemní plyn, mohou však spalovat i jiná kapalná či plynná paliva. Teplo, které se ve spalovacím motoru uvolňuje a je prostřednictvím chlazení motoru, oleje a spalin efektivně využíváno, zvyšuje účinnost kogeneračních jednotek, která se pak pohybuje při nominálním způsobu provozu v rozmezí %. Obr. č. 3 Schéma využití důlního plynu [15] Teplo vznikající v kogeneračních jednotkách je využito k vytápění budov, přípravě teplé užitkové vody nebo k přípravě technologického tepla. Kogenerační jednotky slouží také často jako nouzové zdroje elektrické energie v místech její nepřetržité potřeby. Pomocí absorpčního výměníku je možné vzniklé teplo využít k výrobě chladu pro technologické účely nebo klimatizaci. V takovém případě jde o trigeneraci, kombinované výrobě elektrické energie, tepla a chladu. Kogenerace je tak v současné době jedním z nejekologičtějších a zároveň ekonomicky přijatelných způsobů výroby tepla a elektrické energie [14]. 36

37 6.4.2 Využití důlního plynu pro vlastní kombinovanou výrobu elektřiny a tepla Využití vlastního zdroje důlního plynu nebo účast na jiném zdroji v dosahu topné soustavy průmyslového areálu (viz obr. č. 4). Obr. č. 4 Schéma využití důlního plynu pro výrobu elektřiny a tepla[15] 6.5 Legislativní rámec výroby elektřiny z důlního plynu V současné době z platné legislativy vyplývá zvýhodnění výroby elektrické energie z důlního plynu. Zákon č. 458/2000 Sb., (energetický zákon), kde novela zákona uvádí novou kategorii druhotné energetické zdroje. Do této kategorie je zařazen i plyn z důlní degazace činných dolů. Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kde zákon upravuje způsob podpory výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a z důlního plynu z uzavřených dolů [14]. 6.6 Prodej elektřiny z uzavřených a činných dolů Pro prodej důlního plynu je hranice koncentrace plynu pro využití v technologiích hutních provozů a kotelen požadována na minimální hranici 50 % metanu. V případě činných dolů existuje pouze jeden model prodeje a to prodej elektřiny obchodníkovi za tržní cenu a uplatnění příspěvku u společnosti ČEZ Distribuce, a.s. V případě uzavřených dolů si výrobce pro každý kalendářní rok může vybrat dle výhodnosti jednu ze dvou variant a to prodej elektřiny společnosti ČEZ Distribuce, a.s. nebo prodej elektřiny obchodníkovi (dosud rovněž CZECH-KARBON)a uplatnění zeleného bonusu u společnosti ČEZ Distribuce, a.s. Varianta prodeje elektřiny za tržní cenu se zeleným 37

38 bonusem je stále výhodnější než uplatnění výkupních cen u společnosti ČEZ Distribuce, a.s. Jako přiklad je uveden rok 2008, kdy výkupní cena ČEZ činila Kč/MWh, kdežto součet tržní ceny Kč/MWh a zeleného bonusu Kč/MWh činil Kč/MWh a je tedy o 7,7 % vyšší [14]. 6.7 Provoz kogeneračních jednotek Výroba elektřiny a tepla z důlního plynu je z ekonomického hlediskazávislá na tržní ceně silové elektřiny a příplatcích za spalování obnovitelných nebo druhotných zdrojů energie. V oblasti nákladů vynaložených na provoz kogeneračních jednotek tvoří nejvyšší položku náklady na plyn, odpisy, opravy a splátky úvěrů. Z celkových výnosů z výroby elektřiny a tepla z důlního plynu v kogeneračních jednotkách za rok 2007, tvořily náklady cca 84% a zisk 16 %.Skladba nákladů vynaložených na využití důlního plynu v kogeneračních jednotkách je uvedena v grafu č.1. [14]. Materiál a energie Spotřeba plynu Opravy Ostatní služby Osobní náklady Odpisy Tvorba rezervy Provozní náklady Finanční náklady Režie Zisk celkem 6% 30% 7% 16% 8% 4% 1% 16% 6% 5% 1% Graf č. 1 Náklady vynaložené na využití důlního plynu v kogeneračních jednotkách 38

39 7 ÚPRAVA UHLÍ 7.1 Význam a hlavní cíle procesu úpravy uhlí Těžba černého uhlí patří mezi základní pilíře našeho národního hospodářství. S postupným vývojem a modernizací těžby se kladl důraz i na úpravu uhlí. Technologie úpravy uhlí se vlivem rozvoje mechanizace dobývacích procesů a centralizace dopravy neustále obměňovala a zdokonalovala. Mezi hlavní aspekty, které mají velký vliv na úpravu uhlí, patří nárůst vlhkosti dobývaného uhlí a koncentrace hlušin. Podle těchto dvou výše zmíněných aspektů se upravuje úpravárenská technika a technologie. Úprava uhlí je nedílnou součástí výrobního procesu, počínaje těžbou a konče využitím uhlí. Nejenom uhlí, ale rovněž hlušina - odpad z úpravy uhlí, je využívána k ekonomickým a stavebním účelům. Cílem celého procesu úpravy uhlí je získání čím jak největšího množství hodnotného uhlí, pomocí nejlevnějších a nejracionálnějších prostředků. Výše zmíněné významy a cíle úpravárenství dokazují, že úprava černého uhlí je nepostradatelnou a důležitou složkou hornické činnosti [16]. 7.2 Druhy černého uhlí a jejich vlastnosti Základním parametrem, podle něhož se černé uhlí dělí na 3 druhy, je schopnost koksovatelnosti uhlí. Druhy černého uhlí: 1. Antracit uhlí používané zejména v domácnostech ve stáložárných kamnech, místo koksu, pevné uhlí, hořící nesvítivým plamenem, tento typ uhlí se nespéká 2. Antracitové uhlí křehké uhlí, při koksování dochází ke spékání a tím vzniká nepevný koks 3. Koksové uhlí nejlepší druh uhlí k výrobě pevného hutnického koksu, při koksování se spéká 4. Žírné uhlí tento druh černého uhlí se bez nebo s příměsí jiného druhu uhlí používá k výrobě poměrně pevného koksu 5. Plynové uhlí má sníženou koksovatelnost oproti žírnému uhlí, ve směsi s koksovým a žírným uhlím rovněž dává pevný koks 39

40 6. Pálavé uhlí nespéká se, což je důvod, proč se nepoužívá k výrobě koksu, jedná se o uhlí energetické, tvoří největší část těžby hornoslezského revíru [16] Fyzikální vlastnosti uhlí Nejsledovanějšími fyzikálními vlastnostmi uhlí jsou měrná a sypná váha uhlí. Měrná váha uhlí je poměr váhy uhlí ke skutečnému objemu. Se zvyšujícím se obsahem popela v černém uhlí dochází i ke zvýšení měrné váhy. U prorostlin je to 0,0015 až 0,0018 kg/m 3, u hlušin měrná váha překračuje hodnoty 0,0018 kg/m 3. Násypnou váhu uhlí je nutno znát pro výpočet výkonu strojů, zatížení zásobníků atd. Sypnou váhou uhlí se rozumí váha, kterou zaujímá 1m 3 volně sypaného materiálu. Na sypnou váhu uhlí má vliv mnoho faktorů, zejména zrnitost, obsah hlušiny (odpad), obsah vody (vyplňuje mezery mezi uhlím) a způsob dopravy uhlí na dané místo. Ovšem nejvíce násypnou váhu těžného uhlí ovlivňuje obsah hlušiny, poněvadž její násypná váha je dvojnásobně větší než násypná váha uhlí [16]. Tabulka č. 6 Násypné váhy jednotlivých druhů uhlí a produktů z úpravny[16]. černé uhlí těžné 1100 kg/m 3 černé uhlí surové 1100 kg/m 3 černé uhlí tříděné, prané kg/m 3 prorostlina kg/m 3 hlušiny 1600 kg/m Vysvětlení základních pojmů Uhlí z dolu, které je surové a neupravené, nazýváme uhlím těžným. Těžné uhlí se rovněž nazývá vsázkou. Toto uhlí, kromě samotné uhelné složky, obsahuje rovněž hlušinu, kusy dřeva a kovy. Nežádoucí příměsi jako je dřevo, kovy a hlušina se považují za odpad. Další technické využití má pouze hlušina. Kovy končí ve sběrnách kovového odpadu, dřevo je poskytováno maloodběratelům. Postupnou úpravou se z těžného uhlí získává uhlí prané a hlušina. Jako meziprodukt označujeme proplástek směs prorostlých uhelných a hlušinových částic. Hlavním úkolem úpravy uhlí je snížení popelnatosti těžného uhlí. Toho se dosáhne postupným procházením všemi procesy úpravy. Nejefektivnějším a zároveň nejúčinnějším způsobem úpravy uhlí pro snížení popelnatosti je rozdružování. 40

41 Rozdružováním je míněno oddělení užitečných složek od složek, které se nevyužívají, tzn. separace praného uhlí od proplástku a hlušiny. Dalším stupněm úpravy uhlí je drcení popřípadě mletí proplástku. Drcením je také oddělováno uhlí od hlušiny. U procesu drcení neboli tzv. otevírání prorostliny je důležité dbát na hranici velikosti zrna [16]. 7.4 Popis pochodů úpravy uhlí Pokud u nerostných surovin dochází k jejich úpravě, tak se nejčastěji tento proces rozděluje do několika základních pochodů [16] Přípravné pochody Hlavním úkolem těchto pochodů je oddělit částice užitečné složky od částic bezcenných nebo škodlivých. Rovněž zde dochází k roztřídění surové vsázky, ještě než dojde k jejímu rozdružování. Taktéž drcení, mletí a následné třídění patří do přípravných pochodů [16] Doplňující pochody Jsou to pochody, mezi jejichž hlavní procesy úpravy uhlí patří odvodňování, drcení, třídění podle velikosti zrn, sušení, zahušťování kalů a jejich následné odvodňování atd. Tyto úkony většinou probíhají po rozdružovacích pochodech, o nichž teprve bude zmínka [16] Rozdružovací pochody Pomocí rozdružovacích pochodů se odděluje užitečná složka od neužitečné neboli bezcenné složky. Při oddělování složek se využívá fyzikálních, fyzikálně-chemických a chemických vlastností oddělovaných složek. Jedním ze základních způsobů oddělování bylo ruční přebírání suroviny jedoucí po pásovém dopravníku. S postupným vývojem úpravárenské technologie tato metoda zanikla. Jedním z fyzikálních způsobů úpravy uhlí je tzv. gravitační způsob úpravy uhlí, který využívá rozdílných měrných hmotností uhlí a hlušiny. Mezi gravitační způsoby rozdružování patří: rozdružování v těžkých kapalinách, rozdružování na sazečkách ve vzestupném a klesajícím proudu, rozdružování na splavech, rozdružování v hydrocyklonech (pomocí odstředivé síly), rozdružování magnetické a pneumatické atd. 41

42 K fyzikálně-chemickým způsobům rozdružování řadíme flotaci. Flotace je proces založený na rozdílné smáčitelnosti uhlí a hlušiny ve vodě[16]. Posledním způsobem jak lze provádět úpravu uhlí je chemický způsob. Tento způsob úpravy se používá především při úpravě rud. Při úpravě uhlí se používá v případech, kdy je odběrateli požadováno uhlí s nízkým obsahem [17]. 7.5 Procesy úpravy černého uhlí Při úpravě černého uhlí hraje velkou roli tzv. ukazatel upravitelnosti uhlí, podle kterého se hodnotí různé parametry uhlí a jeho schopnost úpravy. V ostravsko-karvinském revíru se upravitelnost uhlí stanovuje podle obsahu frakce prorostliny neboli meziproduktu (0,0016 0,0019 kg/m 3 ) [16] Rozpojování uhlí a odlučování železa Mezi základní procesy, pomocí nichž dochází k rozpojování těžného uhlí, patří drcení a mletí. Během těchto procesů dochází ke zmenšení nejhrubších zrn uhlí na zrna jemnější, které mají menší obsah prorostliny. Rovněž je důležitá energetická náročnost rozpojování a to zejména u drcení prorostliny a hlušiny. Během dopravy těžného uhlí dochází k samovolnému drcení, což částečně urychluje proces. K drcení uhlí na menší frakce se používají kladivové nebo nožové drtiče, k drcení proplástku se používají kladivové. Kuželové drtiče se používají v uhelných úpravnách k drcení hlušin. V průběhu těžby se do těžného uhlí dostávají železné předměty nebo úlomky, a proto jsou v třídírnách umístěny elektromagnetické odlučovače, které mají za úkol tyto předměty, popřípadě úlomky železa, zachytit [16] Proces třídění černého uhlí Podstatou třídění je rozdělování nerostů (černé uhlí) nebo produktů úpravy podle velikosti. Třídit lze mechanicky, pomocí roštů nebo sít, nebo na základě využití rozdílných sedimentačních rychlostí větších a menších zrn. Třídění je jedním z nejdůležitějších procesů úpravy uhlí. Nejčastěji se třídí mechanicky. Pokud je materiál hrubozrnný, používají se rošty a pokud se jedná o materiál tvořený drobnými zrny, používá se sít. Většinou jsou to pohyblivé rošty a síta. Jestliže dochází ke třídění materiálu, který obsahuje velké množství vody, musí se přistoupit k třídění za mokra, což obnáší splachování materiálu na sítech vodou [16]. 42

43 7.5.3 Rozdružování Rozdružovací proces je užitečný pouze tehdy, jestliže uhlí a hlušina mají dostatečně rozdílné rozdružovací vlastnosti (měrnou hmotnost). Rozdružování je považováno za nejdůležitější pracovní pochod, díky němuž se v konečném produktu zvyšuje obsah hořlaviny. Surové uhlí lze rozdružovat v těžkých kapalinách a suspenzích. Uhlí zůstane na hladině a ke dnu klesá proplástek s hlušinou. Jako suspenze se používá tzv. těžká kapalina, což je směs vody s rozemletými částicemi zatěžkávadla (magnetit). K rozdružování se používají rovněž tzv. hydrocyklony, které jsou tvořeny krátkou válcovitou částí, jenž přechází do části kuželovité, zakončené výtokovým otvorem neboli tryskou. Hydrocyklony pracují na bázi odstředivé síly, pomocí níž je uhlí rozdružováno. Uvnitř hydrocyklonu, ve válcovité části, krouží směs surového uhlí a suspenze. Působením odstředivé síly se těžší zrna hlušin dostávají na stěny cyklonu a výpustí ven. Nejstarším způsobem rozdružování černého uhlí jsou sazečky. Surové uhlí, které se v sazečce rozdružuje, má velikost od 0,75 mm do 15 mm. Jedná se o velké kádě, které jsou naplněny vodou a rozděleny na dvě části. První část je tzv. rozdružovací část, kde je umístěn rošt nebo síto, na které se dopravuje surové uhlí. V druhé části sazečky je pohyblivý píst, pomocí něhož se pohybuje voda v sazečce. Pohybem pístu směrem dolů nebo tlakem vypouštěného vzduchu je voda přetlačována z druhé části sazečky do rozdružovací části, kde dochází k nadzvedávání zrn černého uhlí a klesání zrn hlušiny, která jsou pochopitelně těžší. Tento proces se neustále opakuje a neustále je nutné odvádět produkty rozdružování, jimiž jsou hlušina, proplástek a čisté uhlí. Hlušina (odpad) jeze sazeček vynášena korečkovými dopravníky na pásové dopravníky, kterými je dopravována na místo uložení. Posledním rozdružovacím způsobem je flotace, při které se využívá chemickofyzikálních vlastností povrchu nerostů. Při flotaci dochází, pomocí provzdušnění, k vynášení zrnek uhlí na vodní hladinu, kde vytváří pěnu a hlušina klesá ke dnu a je odváděna jako tzv. flotační hlušina. Smáčitelnost uhlí a hlušin hraje v procesu flotace hlavní roli. Tato vlastnost je závislá na povrchovém napětí kapaliny a vlastnostech povrchu tuhé látky. Pokud dojde k vytvoření dostatečně velké bubliny vzduchu, která vynese na hladinu zrnka uhlí, jedná se o tzv. vzplavování zrn uhlí či flotaci. Hlušina zůstává u dna. Různé druhy uhlí mají různý obsah uhlíku. Flotovatelnost závisí na prouhelnění jednotlivých druhů uhlí. Černé uhlí flotuje velmi dobře, lignity a hnědé uhlí 43

44 jsou neflotovatelné. Také kaly vznikající při mokrém odprášení surového uhlí lze flotovat. Často se do procesu flotace přidávají flotační činidla. Mezi flotační činidla patří sběrače, které zesilují schopnost vzplavování zrnek uhlí, dále jsou to pěniče, díky nimž se vytváří bohatá pěna a řídící flotační činidla, jejichž úkolem je zesilovat, nebo potlačovat flotační vlastnosti nerostů [16] Odvodňování Jelikož se surové uhlí upravuje hlavně ve vodním prostředí, musí se počítat s tím, že výsledný produkt bude obsahovat více vody než je žádoucí. Pokud se jedná o koksovatelné uhlí, tak je nezbytné obsah vody snížit (v případě nesnížení obsahu vody v uhlí by v koksovnách docházelo k vyšší spotřebě tepla pro otop pecí a klesal by výkon koksárenských pecí). Uhlí je proto dopraveno na odvodňovací síta, kde se odstraňuje voda, pomocí níž bylo uhlí na odvodňovací síta dopraveno. Také se zde odstraňuje kal, který znečišťuje uhlí. V některých případech se k odvodňování používá i korečkových dopravníků. Téměř odvodněné prané uhlí se dopravuje do zásobníků, kde samovolně odkapává přebytečná voda. Vodu z praného uhlí lze odstranit také působením odstředivé síly v odstředivkách. Pro odvodňování kalů a flotačního koncentrátu jsou používány tkaninové filtry [16] Odprašování Surové uhlí obsahuje určitý podíl tzv. letku, což je prach o velikosti od 0 do 0,5 mm. Ovšem většinou se vrchní hranice přesně nedá určit. Uhlí se odprašuje pomoci větrných odprašovačů. Existuje mnoho různých druhů odprašovačů, jako jsou např. vertikální odprašovače, odstředivé odprašovače, vibrační odprašovače atd. Odprašování surového uhlí může probíhat také za pomocí odlučovačů (cyklony, mokré odlučovače, filtry) [16] Odkalování a zahušťování Odkalování a zahušťování rovněž patří do procesu úpravy uhlí, i když se tyto úkony spíše týkají kalových vod. Odkalovací jímky a zahušťovací nádrže slouží k usazování kalů a jeho následné čerpání. Proces odprašování lze nahradit neboli zastoupit procesem odkalování uhlí, ale pouze pokud má uhlí vysokou povrchovou vlhkost [16] Oběhy prací vody a odpadní vody Proces úpravy uhlí je velmi náročný na spotřebu vody. Většinou se předpokládá, že na každou tunu upraveného uhlí připadne několik metrů krychlových vody. 44

45 Prací vodou je myšlena voda, která se používá pro mokré rozdružování v sazečkách. Prací voda je čištěna sedimentací v zásobních jímkách, popřípadě se uplatňuje flotace. Odpadní vody jsou vnitřní (v úpravně) nebo vnější (mimo úpravnu). Oběhy odpadních vod mají za úkol zbavit vodu pevných látek a vyčištěnou vodu vrátit zpět pro opětovné použití [18] Kontroly finálního produktu úpravy černého uhlí Během celého procesu úpravy černého uhlí jsou odebírány vzorky jak uhlí, tak i hlušiny. Jelikož je hlušina certifikována a využívána ke stavebním účelům, platí pro ni přísné kvalitativní požadavky[18]. Po celou dobu úpravy se v různých fázích kontroluje popelnatost, představující obsah popela v suchém vzorku (označuje se A d ), dále množství popelovin, které jsou buď vnitřní (popeloviny vázány na uhelnou hmotu) nebo přimísené (nerostné součásti v podobě prorostlin, hlušin a proplástků), následně obsah hořlaviny (označuje se h), což je rozdíl hmotností sušiny a popelnatosti, nebo jejich procentuálních podílů dle vzorce: h = 100 A d [%] Taktéž se vedle popelovin a hořlavin sleduje, v úpravnictví, obsah vody neboli vlhkost [16]. Výše uvedené procesy úpravy uhlí směřují k základnímu oddělení ušlechtilé složky uhlí od odpadu hlušiny. 45

46 PRAKTICKÁ ČÁST 8 MATERIÁL A METODIKA V této bakalářské práci jsou uvedena data týkající se výroby, spotřeby a prodeje hlušiny na Dole Karviná lokalita ČSA. Rovněž byla analyzována a zpracována data, vypovídající o množství nebezpečného, komunálního, vytříděného a velkoobjemového odpadu. Všechny grafy obsahující výše uvedené hodnoty byly zhotoveny v programu Microsoft Excel U všech hodnot uvedených v grafech byly zjištěny indexy determinace a rovnice regrese. 46

47 Množství NO (v kg) 9 VÝSLEDKY A DISKUZE 9.1 NAKLÁDÁNÍ S KOMUNÁLNÍM, NEBEZPEČNÝM A VELKOOBJEMOVÝM ODPADEM Na Dole Karviná je kromě hlušiny, jakožto odpadu z úpravárenského sektoru, zajišťován rovněž svoz komunálního, vytříděného, nebezpečného a velkoobjemového odpadu. Komunální a vytříděný odpad je uložen do příslušných nádob, které jsou vyváženy jednou týdně (u komunálního odpadu) a jednou měsíčně (u vytříděného odpadu) Nakládání s nebezpečným odpadem (NO) a jeho evidování Hodnoty v tabulkách představují množství NO (v kg) za r. 2010, 2011 a Množství NO je evidováno měsíčně. Tabulka č. 7 Souhrnná evidence NO za r. 2010, 2012 a 2012 na Dole Karviná[20] Období Množství NO (v kg) Leden Únor Březen Duben Květen Červen Množství NO (v kg) Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Celkem r r r Období sběru NO Graf č. 2 Souhrnná evidence NO za r. 2010, 2011 a 2012 na Dole Karviná 47

48 Z grafu č. 2 je patrné, že v roce 2010 bylo vyvezeno nejmenší množství NO, rok 2011 vykazuje středně vysoké hodnoty produkce NO a produkce NO v roce 2012 byla ve srovnání s rokem 2010 dvojnásobná. Nebezpečný odpad je shromažďován na různých pracovištích. V areálu Dolu Karviná neexistuje centrální shromaždiště. Odstranění nebezpečného odpadu provádí firma Marius Pedersen, a. s. Odpad je sbírán z jednotlivých pracovišť, za přítomnosti ekologa. Použité oleje jsou shromažďovány v důlních vozech v podzemí a vyvážejí se na povrch až s příjezdem cisterny. Při všech svozových a sběrných činnostech musí být přítomen ekolog. Během několika let, kdy tento systém probíhá, bylo zjištěno, že je neefektivní a zdlouhavý, z důvodu neustálého přejíždění po areálu. Částečným řešením a zefektivněním, výše zmíněného způsobu svozu NO, by bylo vytvoření centrálního shromaždiště NO [19] Nakládání s velkoobjemovým odpadem a jeho evidování Hodnoty v tabulkách představují množství VO (v kg) za r. 2010, 2011 a Množství VO je evidováno měsíčně. Tabulka č. 8 Souhrnná evidence VO za r. 2010, 2011 a 2012 na Dole Karviná [20] Období Množství VO (v kg) Leden Únor Březen Duben Květen Červen Množství VO (v kg) Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Celkem

49 Množství Vo (v kg) r r r Období sběru VO Graf č. 3 Souhrnná evidence VO za r. 2010, 2011 a 2012 na Dole Karviná Hodnoty zobrazené v grafu č. 3 naznačují, že největší množství VO se vyprodukovalo v r Ovšem ve srovnání se ostatními lety, nedochází k významným rozdílům, jak tomu bylo u NO. Ve většině období, kdy byl odpad sbírán a vyvážen, během uvedených 3 let, se hodnoty příliš neliší. VO je nakládán do kontejnerů, jejichž odvoz na skládku firmy Marius Pedersen, a.s., zajišťuje firma Doubravan Car, s.r.o. V případě nedostatečné intenzity odvozu, z důvodu omezených možností firmy Doubravan Car, s.r.o, jsou objednány sběrné nádoby (kontejnery) od firmy Marius Pedersen, a. s. Intenzita odvozu kontejnerů je domluvena na 3 kontejnery VO 2 krát týdně. Rovněž při svozu VO je nutná přítomnost ekologa. Bohužel se i tento systém stává neefektivním, zdlouhavým a nepřehledným. Aby se stal svoz VO efektivním, bylo by nezbytné trvalé umístění kontejnerů v areálu Dolu Karviná s tím, že by se vyvážely dle potřeby [19] Nakládání s komunálním (KO) a vytříděným odpadem Na Dole Karviná provádí sběr komunálního i vytříděného odpadu firma Depos, a.s. Komunální odpad se shromažďuje v nádobách o objemu 110 L a 1100 L. Pro ukládání vytříděného odpadu (plast, papír apod.) slouží nádoby o objemu 1100 L. V případě KO se svoz provádí jednou týdně, jedná-li se o vytříděný odpad, tak zde se provádí svoz jednou za měsíc. 49