Obnova Dolu Dukla po zatopení v roce 1970

Severní část zájmové oblasti těžebního podniku Jihomoravské lignitové doly byla v 9. června 1970 postižena katastrofální povodní, která měla mimořádné destrukční důsledky, zejména pro Důl Dukla v Šardicích. Záplavová vlna, která protekla dobývacím prostorem, rozplavila na četných místech nadložní pískové vrstvy nad dobývanou uhelnou slojí a vzniklými erozivními koryty a závrty pronikly bouřkové srážky do dolu a zaplavily důlní prostory vodou a splaveným pískem. Všechny důlní objekty, dopravní a pochůzkové chodby, stěnové poruby a otvírkové čelby. Strojní a technologická zařízení byly na dlouho vyřazeny z provozu. V mnoha případech byla devastována výztuž a chodby byly zavaleny.

Při obnově způsobilosti důlních objektů, provozního zařízení a dolu jako celku, bylo třeba řešit jako základní bezpečnostní předpoklad budoucího provozu především koncepční otázky zabezpečení důlních osádekpro případ opakovaného průvalu povrchových vodpodobného rozsahu. Asanační práce, jejichž těřiště spočívalo v postupném vyvážení nánosu a výměnědevastované výztuže, závisely předevšímna technologicky náročném vyzmáhání některých exponovaných překopů, úpadnic a křížů hlavních chodeb. Časová etapizace záměru navazovala na ukončení záchranářských prací a vyproštění postižených horníků. Cílem první etapy bylo vytvoření větrních okruhů a základem k plnému rozvinutí asanačních prací. Potřebná důlní díla byla vyčištěna od nánosu a zajištěna dočasnou výztuží.

Druhý sled prací zahrnuje úplné obnovení hlavních a pásových chodeb, jámových oběhůpod fárací štolou a větrnou jámou DV – 2 a záchranných cest. V této etapě byl v březnu 1971 zahájen částečný těžební provoz v nejsnáze dosažitelném II. Úseku dolu na kombajnové stěně .

V závěrečné etapě byly asanační práce soustředěny do nejvíce devastované části dolu, kterou je úpadně situovaný otvírkový systém do perspektivního důlního pole označovaného jako Mistřínská kra.

Přístupové překopy a kříže chodeb byly zavaleny zvodnělými nadložními materiály a zborcení stropu se projevilo při malé mocnosti nadloží až na povrch. Základní podmínkou práce v tomto úseku byla obnova čerpacího systému, protože otvírané pole v nadloží i podloží je silně zvodněné a čelby chodeb byly na úrovni hladiny spodní vody. Mimo běžné zmáhací technologie (hnaná výztuž – jehlování) bylo uplatněno lokální zpevňování zvodnělých bahnin vtlačování fenolformaldehydové pryskyřice Dukol ve směsi s kyselinou šťavelovou jakp ztužovadlem. Tato rychle tuhnoucí směs (doba tuhnutí 4 -5 min) byla do horniny vtlačována systémem rovnoměrně rozložených vrtů o průměru 5 cm pod stropem důlního díla. Okolo vrtů vznikla zpevněná hornina o průměru až 30 cm. Účinek zpevňění sousedních vrtů se navzájem překrýval. Zpevňovací směs byla do vývrtů zaváděna pod vysokým tlakem pístovým čerpacím agregátem.

K objasnění příčin průvalu zátopových vod do dolu, pochopení koncepce obnovovacích prací a zdůvodnění realizovaných bezpečnostních opatření jsou v dalším textu uvedeny základní geologické, geografické a důlně-technické údaje postižené oblasti ve vztahu k uvedené problematice.

Ložisko otevřené Dolem Dukla z geologického hlediska náleží jednoslojové spodnopanonské neogení formaci, lignitová sloj má mocnost 2 až 4 m, která se od jihu k severu postupně zvyšuje. Úklon sloje nepřesahuje 3º. Bezprostřední nadloží tvoří písčité-jílovité pelitické sedimenty, popř. Jemnozrnné slinité písky, rovněž podloží je tvořeno jemnězrnitými písky se slinitou pelitickou příměsí. Celý útvar byl před zahájením hornické činnosti silně zvodněn. Napájecí oblast tvoří samo důlní pole, zejména v místech, kde se erozní báze přibližuje ke sloji. K nasávací oblasti srážkových vod patří i širší okolí dobývacího prostoru za výchozem sloje. 

Povrch důlního pole je mírně členitý s největším výškovým rozdílem okolo 70 m. Největší výšky (260 m n. m.) dosahuje souvislý hřeben směru S SV – J JZ, od něj terén postupně klesá až na nejnižší vrstevnici 190 m n. m.. Celá oblast je bezlesá, intezívně zemědělsky kultivovaná. Klimatické poměry jsou charakterizovány průměrnými ročními srážkami pod 500 mm.

Těženou částí dobývacího prostoru protéká od severu k jihu relativně hlubokým údolím Stavěšický potok, jehož koryto je proti účinkům důlní činnosti chráněno ohradním pilířem. Maximální průtočnost potoka byla upravena regulací na 4,95 m³/s, skutečný průměrný průtok byl 0,134 m³/s i s odváděnými důlními vodami.

Důl byl otevřen dvěma svislími větracími jámami, pásovou úpadnicí ÚZ a fárací úpadnicí D. Ústí všech úvodních děl jsou umístěna na přirozených teréních svazích nad úrovní záplavové vlny. Hornické práce byly značně mechanizovány. Důlní díla se razili razícími kombajny, výztuž chodeb byla obvykle ocelová, pouze exponovaná místa byla vyzdívána betonovými tvárnicemi. Převládající dobývací metodou bylo stěnování, stěnové poruby byly mechanizovány dvoububnovými kombajny a posuvnou štítovou výztuží. Doprava uhlí byla výhradné pásová. Důl měl v provozu tři poruby při průměrné celkové těžbě 2300 tun za den. Dřívějším provozem dolu byla odrubána severní část ložiska po stranách ohradního pilíře potoku a jeden stěnový pilíř ve střední části. V době havárie byl v provozu štítový porub 034 ve III. revíru (severní pole) a dvě stěny ve střední části pole (IV. Revír) štítová stěna 044 a stěna 046.

Otvírkové práce byly soustředěny do východní úpadně položené části dobývacího prostoru – čelby č. 416 a 417. Hornické práce při jižní hranici důlního pole II. revír, byly dočasně zastaveny a připravené zásoby byly provozní rezervou.

Zatopení dolu mělo velmi rychlý průběh. V podvečerních hodiných, kdy nad severní částí povodí Stavěšického potoka spadlo za jeden a půl hodiny 75 mm srážek, vznikla záplavová vlna o průtočném množství 109,9 m³/s, kterou koryto potoka nemohlo odvést. Tento objem překročil více než 11x maximální průtočné množství vody za sto let (stoletá voda byla 9,45 m³/s). Takový katastrofální průběh průtrže mračen nemohl být předvídán. Voda se rozlila po obou březích, zaplavila dno údolí a zvniklý tok – srovnatelný s průtokem Labe u Mělníka, protekl dobývacím prostorem. V místech, kde byla soudržnost nadloží sloje dřívějším dobýváním porušena, prosakovla voda nejdříve do stařin a jimi do důlníchděl. Celkem bylo zjištěno 30 míst, kudy voda pronikla. Rozměry závrtů (průměr až 30 m) svědčí o ničivé síle živlu. V žádném případé však voda nepronikla ohradníkem potoka, nebo úvodním důlním dílem.

Sanace porušeného nadloží v závalových polích se běžně prováděla zahrnutím propadlin, srovnáním terénu a hlubokou orbou k zacelení trhlin. Jiné utěsnění, zejména pokud jde o nepropustnost pro povrchovou vodu, je technicky neřešitelné, protože jde o narušení celistvosti nadloží v celé mocnosti. Určitého stupně zpevnění lze dosáhnout pouze s několikaletým odstupem po úplném doznění účinků hornické činnosti. Průsaku vody dosud neusazenými stařinami nebylo možno preventivně zabránit. To bylo třeba vzít v úvahu i při řešení zabezpečovacích objektů pro budoucí provoz, protože nahromadění srážkových vod v podobném rozsahu nelze vyloučit. Zajištění důlního osazenstva proti podobným průvalům povrchových vod, které pro Důl Dukla a celou šardicko-hovoranskou oblast (doly Obr. Míru a 9. květen) budou trvalým nebezpečím, vycházelo z těchto zásad:

1. Dispečerská služba musí mít přehled o stavu hladiny na všech rozhodujících (i občasných)

v dostatečném časovém předstihu musí dostávat objektivní informace o zvyšování hladiny

a hromadění srážkových vod.

2. Uvědomění osádek o nebezpečném zvyšování, popř. hromadění srážkových vod a jejich odvolání

musí být zajištěno mimo dispečerskou spojovací síť zvláštním světelným systémem.

3. Exponovaná místamožného průniku srážkových vod stařinami odrubaných polí do provozních

důlních děl musí být zajištěna protiprůvalovými hrázemi.

4. Záchranné cesty je nutno podstatně zkrátit vybudováním soustavy úsekově dislokovaných úniko-

vých velkoprůměrových vrtů vybavených lezným zařízením.

5. Všechny části dobývacího prostoru, které mohou být zatopeny záplavovou vlnou při rozlití

vodotečí, musí být vyloučeny z dobývání a posuzovány jako trvalá ochranná pásma.

V souladu s těmito zásadami byla vybudována ucelená soustava zabezpečovacích objektů a zařízení, která sice nemůže vyloučit opakování zátopy, podstatně však redukuje nebezpečí pro důlní osádky, které mohou být včas a rychle odvolány a zkrácenými cestami vyvedeny do bezpečí.

Princip signalizace stavu hladiny, popř. Jejího zvyšování spočívá ve vodivém propojení dvou elektrosond stoupající vodou. Signál je přiváděn do dispečerského panelu, kde je normální stav hladiny signalizován zelenou kontrolkou. Při zvýšení hladiny na předem určenou hodnotu se rozsvěcuje výstražný červený terčík a současně se zapíná houkačka. Stanice jsou vybudovány jako betonové šachtice v hrázích vodoteče a přístup vody k elektrosondám je umožněn ochrannou mříží. Elektrosondy mají uzamykatelný poklop. Každá stanice signalizuje nejdříve stav pohotovosti při zvýšení hladiny o 30 cm nad normální průtok, dostoupí-li hladina 50 cm pod korunu hrázky, je signalizován stav ohrožení.

Umístění signálních stanic bylo zvoleno se zřetelem k místním geografickým poměrům, průběhu vodotečí a místům se zvlášť malým nadložím. V létě roku 1971 při místních bouřkách byl vybudovaný signální systém již několikrát v praxi vyzkoušen, přičemž se ověřila jeho funkční spolehlivost i havarijní operativnost. Celý systém spolehlivě pracoval do uzavření Dolu Dukla v Šardicích. Nebezpečné zvyšování průtočného množství povrchových vod bylo do dolu signalizováno střídavým zhášením a rozsvěcováním stabilní osvětlovací sítě, důsledně rozvedené po všech důlních dílech, objektech a pracovištích. Signalizaci ovládal dispečer klíčem zámkového spínače. Tím je uváděn do chodu impulsní generátor, jehož impulsy převádí signální relé hlavních rozvoden na všechna osvětlovací tělesa. Zařízení umožňuje běžnou kontrolu obvodů i kontrolu přerušovaného signálu předávaného do podzemí.

Signalizace nebezpečí pro důl byla provedena úsekově, bylo možno signalizovat postupně v libovolném pořadí, nebodo všech úseků současně, podle okamžitého stavu a znalosti vzniklé situace. Používání signálního zařízení se ověřovalopři cvičných poplaších. Pro rychlé vyvedení lidí nejlépe vyhovovalo, shromáždění osádek na světelný signál (atřídavé zhášení a rozsvěcování světel) u svého nejbližšího ligifonu (důlního telefonu), kde dostali potřebné pokyny o únikové cestě. Hodnocení únikových časů ukázalo, že doba potřebná pro vyvedení ohrožených osádek se postupně zkracovala.

Provozovaná důlní díla byla zabezpečena před náhlým průvalem nahromaděných vod výstavbou izolačních objektů na těch místech, kde byla možnost průnik povrchových vod do dolu předvídat. Spolehlivost těchto protiprůvalových hrází závisela zejména na odolnosti spojení tělesa hráze a okolních hornin. V daném případě, kdy snadná rozplavitelnost pískového nadloží i podloží předem vylučovala pevné a dlouhodobě vodotěsně působící spojení, bylo nutno pokládat tyto hráze za zpožďovací objekty, které nastupující vodu zadrží pouze v první fázi havárie. Po rozplavení nadloží, ppř podloží budou hráze zpomalovat výtok vody do důlních provozních objektů a záchranných cest. Podle charakteru podmínek, v nichž se hráze budovali, existovali tři druhy hrází. V zásadě byly řešeny jako svislé válcové obliny vzepřené do boků důlního díla. Důlní chodba byla před zvoleným místem i za ním přebudována do ocelové lichoběžníkové výztuže. V dolní části profilu, kam zasahovaly podložní písky, byla vybudována betonová protiklenba. Vlastní hráz se budovala z betonových tvárnic na cementovou maltu, tvárnice byly zděny ve dvou řadách tak, aby svislé spáry byly vystřídané (vázaly). Hráze se budovaly tak, aby uzavřely vyrubané prostory jako potenciální zdroj nebezpečí průniku vody a chránilyhlavní únikové cesty.

Zkrácení záchranných cest se vyřešilo soustavou tří velkoprůměrových vrtů (stav v roce 1972, v průběhu těžby další útěkové vrty přibývaly), které jsou rozmístěny v jednotlivých oblastech dolu. Při situování vrtů byly vzaty v úvahu úložní poměry a výškové kóty pracovišť, aby únik k vrtům byl možný dovrchními cestami. Vrty byly vybavenylezním oddělením a podstatně zkrátily záchrannou cestu, popř. Zrychlily vyvedení pracovníků z dolu.

První tři předané vrty měli hloubku 18 m, 39 m a 75 m. Vrty provedly n.p. Vodné zdroje, Bratislava. Vrty byly hloubeny drapákovým nakladačem spouštěnýn těžním vrátkem přes kladku vrtné věže. Pažení je budováno postupně navařovanými ocelovými rourami. Jejich průměry odpovídaly shora dolů normalizovné řadě 2220-2020-1820-1620 mm. Tloušťka stěny byla 12 mm. Stupňovitého zúžení vrtaného průměru bylo nutné tehdy, nepřekonal-li pažnicový tah volně spouštěný do vyhloubeného vrtu svou váhou vzniklé tření mezi pažnicemi a horninovým masivem. Volná prostor za pažnicemi se po dokončení díla postupně v celé výšce zaplnil litým betonem. Konečný průměr v místě proniku se slojí 1,6 m umožňoval montáž šikmých lezných žebříků s odpočivadly.

Koryto Stavěšického potoka, které odvádí srážkové vody postiženým dobývacím prostorem, bylo ve smyslu horního zákona chráněno trvalým ochranným pilířem. Průběh nečekané zátopy ukázal, že ochranné pásma musela být rozšířena i na ta přilehlá místa, která mohou být zatopena při rozlití potoka přes hráze. Propočet tohoto pásma byl proveden s přihlédnutím k rozsahu záplavové vlny z června 1970 a počítal se zvýšením hladiny o 2 m nad koryto potoka. Uhelné zásoby, které byly při tomto opatření trvale vyloučeny z dobývání, představovaly téměř dvouletou těžbu dolu. Tento nepříznivý důsledek rozšíření ochranných pásem byl však vyvážen zmenšením nebezpečí průsaku vod do důlních prostor.

Všechna vyjmenovaná opatření, která byla na Dole Dukla realizována, vytvořily logický systém maximální ochrany pro důlní osazenstvo při náhlých srážkých a extrémně vysoké zátopové vlně. Opatření vycházela z prioritního požadavku, aby lidé byli včas a rychle z dolu vyvedeni. Ochrana důlních objektů byla řešena přiměřeně technickým možnostem. Zajistit dobývací prostor tak, aby v žádném případě k průniku srážkových vod do důlních prostor nedošlo, bylo mimo praktické možnosti.