Termicky aktivní odvaly v ostravské a petřvaldské části OKR.
Posthornická Ostrava
Nejnápadnějším projevem pozůstatků rozvinutého hornictví v původně rovinaté krajině Ostravské pánve, jsou vedle poklesů právě odvaly. Obecně jsou odvaly vnímány dvouznačně, jednak jako výrazný estetický prvek vyčleňující se z okolního reliéfu a jistým způsobem ozvláštňující krajinu, jednak jako fenomén s negativním enviromentálním impaktem.
Pro Ostravu tak typické kuželovité haldy souvisejí tehdejším způsobem odvalování nevyužitelné hlušiny z hlubinné těžby, kdy byl materiál ukládán na povrch se snahou o zábor co nejmenší plochy pozemků. Od druhé poloviny minulého století se pak začaly přednostně vytvářeny ploché, tabulovité nebo stupňovité odvaly, které lépe vyhovovaly použité technologii i záměrům jejich budoucího využití.
S útlumem těžby se objem odvalované hlušiny postupně snižoval. Neprovozované haldy byly zpočátku jednoduše ponechávány k „ozelenění přirozenou cestou“, tzv. sukcesí. Později byly na odvalech prováděny více či méně úspěšné lesnické, zemědělské nebo vodohospodářské rekultivace. Paradoxem zůstává, že právě odvaly, kde byla rekultivace ponechána z větší části působení přírodních podmínek se nyní, po několika desetiletích spontánní tvorby nových místních ekosystémů bez rušivých vlivů nevhodné lidské snahy a zasahování, stávají ekologicky nejhodnotnějšími místy antropogenně přeměněné krajiny.
Hořící uhelné haldy
Z hlediska vlivů odvalů na okolní prostředí zůstávají nejzávažnějším a přetrvávajícím problémem především termicky aktivní odvaly karbonských hlušin. K samovznícení haldového materiálu na deponiích hlubinných dolů a úpraven vytěženého uhlí dochází prakticky ve všech uhelných revírech na světě. V minulosti nebylo možné hlušinu dokonale vytřídit a zůstávalo v ní velké množství uhelné substance náchylné k samovznícení.
Samovznícení je typické především pro vysoké kuželovité haldy, jakými jsou například i dlouhodobě hořící ostravské odvaly Bezruč-Ema a Heřmanice. Hořící haldy v Ostravě jsou popisovány už v první polovině dvacátého století… kdy chodili využívat jejich tepla lidé z nejchudších, aby přečkali chladné noci. Jak se dovídáme z tehdejšího tisku, „mnoho z nich se v důsledku otravy rána nedočkalo“.
Hořící uhelná halda totiž funguje jako otevřený systém, který s okolím komunikuje nejen energeticky (včetně úniku tepla), ale i látkově. Při tepelném rozkladu uhelné hmoty dochází k řadě fyzikálních a chemických reakcí je uvolňování řady primárních i sekundárních chemických sloučenin obsažených v uhlí i okolních horninách. Důsledkem jsou senzoricky zjistitelné i nezjistitelné změny uvnitř i na povrchu tělesa odvalu.
Hlavním energetickým zdrojem termických procesů odvalů karbonských hlušin je rozklad fosilní organické hmoty. Největší množství tepla se uvolňuje při oxidaci nenasycených organických látek a proces je urychlován dalšími exotermními reakcemi, především oxidací železných kyzů. Významnou roli pak hraje také vlhkost prostředí, kdy se molekuly vody účastní reakce mezi kyslíkem a uhlím a tím ještě urychlují oxidaci. Není-li uvolňovaná energie průběžně odstraňována, probíhá za teplot do 160°C desorpce plynů z uhlí, při teplotách vyšších vznikají oxidické komplexy a následně dojde až k zahoření.
Zatímco při oxidaci se teplo uvolňuje, v redukčním prostředí silně prohřátých partií haldy bez přístupu vzduchu se energie naopak spotřebovává. Při teplotách přes 350°C dochází ke karbonizaci (tepelnému rozkladu uhelné hmoty) s tím, že při teplotách nad 1000°C může probíhat až vysokoteplotní karbonizace – známý proces využívaný v plynárnách a koksárnách, s vytvářením pestré škály sekundárních produktů.
Heřmanice – ostravská halda z největších
Odval Heřmanice je jedním z vůbec nejrozsáhlejších komplexů odvalů na Ostravsku. Podle předpokladů, dílčím způsobem potvrzených prováděnou hornickou činností zde bylo, kromě karbonské hlušiny z dnes již uzavřených dolů a úpravárenských výpěrků, ukládáno i blíže nezjistitelné množství stavebního, komunálního a jiného průmyslového odpadu. Celkově se jedná o čistě antropogenní komplex navzájem propojených a navazujících navážkových struktur, výškově vysoce přesahujících okolní přirozený terén. Z technického hlediska lze odval rozčlenit do tří základních stavebně historických částí; nejzápadnější a nejstarší Karolina, střední Autoodval a východní Svoboda s provozním odvalem..
Průměrná sypná výška odvalu se pohybuje mezi 20 až 30m. Maximální výška sypaného kužele části odvalu „Karolina“ dosahovala v minulosti až 70m (z rozhodnutí tehdejšího KNV a města Ostravy byla v roce 1978 snížena výška odvalu „pro zlepšení odvětrání Ostravské kotliny“z kóty 271 na 250 m n.m.). Další dva komolé kužely byly založeny na části odvalu „Svoboda“ v různých výškách temene. Hloubková a plošná konturace těles odvalu dnes už není přesně známa. V historických materiálech je uváděna celková plocha odvalu od 60 ha do 103 ha a objem uloženého materiálu je odhadován na cca 21 milionů m3!
Poslední desetiletí ze života heřmanické haldy
Přítomnost uhelné substance v hlušině, tvar a kubatura odvalu Heřmanice, nízká míra zhutnění materiálu odvalu a zřejmě i deponování hořlavých materiálů patří k hlavním příčinám vzniku záparů a následných endogenních požárů, které na odvalu v minulosti snadno přecházely do otevřených požárů, ať už náhodou vnější iniciací, anebo prohořením kořenů dřevin vysazených na odval v průběhu 70. a 80. let v rámci lesnické rekultivace odvalu.
Vnější projevy požáru, s původem v endogenních procesech odvalu Heřmanice, byly zaznamenány poprvé v jihozápadní části odvalu „Svoboda“ koncem 80. let minulého století. I přes lokální sanační zásahy však došlo k rozšíření záparu původních prostor a v roce 1999 musely být realizovány sanační práce na ochranu plynovodu uloženého v karbonských navážkách pod patou jižní terasy části odvalu „Svoboda“. Tato sanace injektážní stěnou zamezila prostupu požáru dále na jih a zůstala dlouhodobě funkční.
Rozsáhlejší sanační práce musely být prováděny od roku 1998 i v zářezu účelové komunikace vyvedené na jižní terasu tzv. „Provozního odvalu“. Tyto zásahy spočívaly v úpravách tvaru odvalu a převrstvování terasy včetně svahů různými druhy inertních a izolačních materiálů (popílek, Přestav-certifikovaný rekultivační materiál) až v mocnosti několika metrů. Efekt této sanace byl však diskutabilní,krátkodobý, respektive celkově nulový.
V roce 2002 byl odval Heřmanice vyčleněn z majetku dosavadního majitele OKD, a. s., jako součást dolů, na kterých byla vyhlášena likvidace z titulu útlumu, a stal se tak součástí majetku státu, který byl na základě usnesení vlády soustředěn společně s dalšími na odštěpném závodu Odra státního podniku DIAMO.
I přes pokračující sanační práce v jižní části odvalu, se však situace nezlepšovala. S ohledem na dosavadní neutěšený vývoj, zahájil DIAMO, s.p. o. z ODRA v roce 2003 realizaci projektu financovaného z prostředků Fondu národního majetku ČR - projektu průzkumu a monitoringu zasažené části odvalu „Svoboda“. Tříletý termický monitoring měl posloužit ke zjištění rozsahu, intenzity a změn termických procesů v čase a poskytnout základní podklady pro projekci dalších sanačních prací.
V průběhu průzkumu byl však v roce 2004 zaznamenán prudký nárůst termické aktivity jižně pod odvalem, v místě podnikatelského areálu vybudovaného na vrstvách hlušinových navážek. V letech 2004 až 2005 tak musela být realizována další dělicí injektážní stěna v prostoru jižní hranice zájmové oblasti, s cílem zamezit prostupu termických procesů do tělesa kolejiště železniční vlečky OKD Doprava, a.s. na jihu území. Funkčnost této injektážní stěny je zachována dosud a termická aktivita v předmětném území postupně zaniká.
Z výsledků probíhajícího teplotního monitoringu zároveň vyplynulo, že dochází k postupnému nárůstu intenzity termických procesů v tělese odvalu a k rozšiřování dosud aktivní oblasti hned v několika hlavních směrech.
Protože podzemní požár zachvátil i nejvýchodnější část odvalu, tzv. „Provozní odval“, na jehož povrchu byly také lesní pozemky s dosud zachovaným porostem, bylo nutné v roce 2005 z bezpečnostních důvodů přistoupit k jejich úplnému smýcení. Odlesnění ploch bylo přípravnou fází realizace projektu s pracovním názvem „Zjištění východní části odvalu Heřmanice jeho redepozicí“. Tato hornická činnost, spočívající v likvidaci ohnisek ve východní a severovýchodní části odvalu „Svoboda“ postupným odtěžováním, prochlazováním a odvozem deponovaných materiálů k dalšímu využití, byla vynucena naléhavou potřebou zajistit bezpečné podmínky pro budoucí realizaci rozsáhlého komplexu sanačních prací a vytvořit dobře přístupnou manipulační plochu pro technicky a prostorově mnohem náročnější budoucí sanační zásahy.
Z důvodu prokázané migrace ohnisek podzemního požáru byl v roce 2007 projekt průzkumu a termického monitoringu rozšířen o další část odvalu – plochu přiléhající k původně sledované ploše ze západu, tedy do prostoru části odvalu „Karolina“, kde se nachází závozem uzavřená a sanovaná skládka chemických odpadů, dnes v majetku OKD, OKK, a.s.
A co dál aneb za jasnými zítřky
Nejnovější závěry z průzkumu a monitoringu ze září 2008 potvrdily, že dochází k útlumu termické aktivity v jihovýchodní a jižní části odvalu „Svoboda“, včetně prostoru podnikatelských aktivit v severní části areálu bývalého dolu Heřmanice. Pokračující migraci ohnisek a posun ohnisek do větších hloubkových horizontů odvalu lze naopak pozorovat směrem k severu a severozápadu (ve směru bývalých kalových nádrží). Iniciaci záparu v oblasti sanované skládky chemického odpadu (oblasti přiléhající ke kalovým nádržím z jihu) dosavadní měření nesignalizují.
Do dnešního dne bylo v rámci probíhající hornické činnosti odtěženo a odvezeno z nejvýchodnější části odvalu Heřmanice téměř milion tun deponovaných materiálů. I když se potvrzuje, že tento způsob likvidace ohnisek endogenního požáru je v případě odvalu Heřmanice z dosud provedených plošných opatření nejúčinnější, navíc technicky i ekonomicky schůdné a konečné řešení, při realizaci projektu narážíme na nejedno úskalí. Nejproblematičtěji se jeví kromě pomalého postupu prací, zvýšená prašnost v místech odtěžování horké hlušiny, kde vznikají termické vzdušné proudy, které okamžitě strhávají přítomný prach, vzniklý v rámci tepelné alterace, do vznosu. I přes veškerou snahu a spolupráci zainteresovaných stran a řadu přijatých technických a organizačních opatření, není možné prašnost při odtěžování hlušiny zcela eliminovat. Je však třeba si uvědomit, že dočasné strpění tohoto stavu je jen zlomkem negativního ovlivnění, kterému by byla lokalita spolu s širokým okolím vystavena ještě mnoho desítek let v případě ponechání hořícího odvalu jeho osudu.
O skutečných účincích působení hořícího odvalu na okolí není v současnosti k dispozici dostatek podkladů. Jaké škody působí na okolním životním prostředí a zdraví lidí v okolí dosud nebylo zkoumáno. Prvním krokem k takovému hodnocení a zároveň jedním z nutných podkladů pro rozhodovací proces o dalším postupu ve věci řešení sanace hořícího odvalu Heřmanice (a dalších), je zpracování „Analýzy rizik odvalů zasažených endogenním hořením“, mezi které je zařazen i odval Heřmanice. Zpracování takovéto analýzy je časově, finančně i odborně náročná, multidisciplinární práce a proto DIAMO, s.p., o.z. ODRA v roce 2008 požádalo MŽP o její financování z dotace Fondu soudržnosti EU – „Operačního program Životní prostředí“ a z prostředků SFŽP ČR.
Projekt „Analýzay rizik odvalů zasažených endogenním hořením“ je projektem komplexním, zahrnuje proto všechny termicky aktivní odvaly. V rámci projektu bude zpracována podrobná analýza rizik odvalů zasažených endogenním hořením, a to odvalů Heřmanice, Hedvika a Ema. Tyto odvaly jsou ve správě státního podniku DIAMO, odštěpný závod ODRA a nacházejí se ve městech Ostrava a Petřvald, v katastrálním území Hrušov, Heřmanice (odval Heřmanice), Radvanice, Petřvald u Karviné (odval Hedvika) a Slezská Ostrava (odval Ema). Realizace projektu byla již zahájena a výsledku budou k dispozici koncem roku 2010.
Vzhledem k tomu, že jsou zmiňovány rovněž další aktivní odvaly uvádíme alespoň základní informace.
Odval Hedvika se rozkládá na 40,6 ha a jeho objem je 4,9 mil. m3. Jedná se o planární odval, který je založen na rozvodnici, z části byla zasypána původní koryta drobných vodotečí. V areálu jsou identifikovány plochy endogenního hoření. Odval je z velké části rekultivován.
Odval Ema se rozkládá na 21,3 ha a objem odvalu je 2,6 mil. m3. Odval Ema byl založen v závěru části Trojického údolí a ovlivňuje i potok Burňa. Odval má formu dvou kuželů. Část zasažená endogenním hořením (projevy na povrchu) má plochu cca 2000 m2 a nachází se pod hlavním vrcholem. Statutární město Ostrava má zájem vytvořit zde zónu odpočinku a rekreace pro obyvatelstvo. Odval je technickou památkou a je rovněž součástí turistické trasy.
Jedině komplexní a definitivní řešení….
Každý odval je unikátní souborem přírodnin a má zcela specifický vliv na životní prostředí. Všechny nežádoucí stavy bude nutno dořešit ať už přímým sanačním zásahem nebo jinými metodami. Z předmětných termicky aktivních odvalů má zatím pouze jeden – odval Heřmanice jasnou vizi v rámci uvedení do neškodného stavu ve smyslu § 31, odst (5) Horního zákona. Záměry DIAMO, s.p. o.z. ODRA, lze zjednodušeně popsat takto: Část deponovaných hmot bude odvezena, část bude použita jako surovina pro další využití (pro získání energeticky použitelného produktu) a zbytek bude součástí terénních úprav na místě samém. Zásadním problémem je izolace a eliminace termicky aktivních ohnisek; vlastní metodika a technické provedení však bude záležet na budoucím využití celé, nebo i jednotlivých částí lokality. O tomto se zatím vedou jednání se všemi relevantními subjekty. Následně bude celé zájmové území sanováno (pokud se analýzou rizika starých ekologických škod prokáže nutnost sanovat). Závěrečná fáze bude spočívat v přemodelování na vhodný morfologický tvar s konečnou rekultivací v souladu s požadavky územního plánu.
O. Gazdová, DIAMO, s.p., o.z. ODRA
P. Jelínek, DIAMO, s.p., o.z. ODRA
Prezentace k přednášce.
