Construction of a numerical groundwater flow model in areas of intense mine drainage, as exemplified by the Olkusz Zinc and Lead Ore Mining Area in southwest Poland

Open access

Abstract

Areas of intense mine drainage that are subjected to numerical modelling require the construction of a complex model structure that will properly reflect actual conditions. This paper presents the process and results of constructing such a structure for the Olkusz Zinc and Lead Ore Mining Area, an area situated in a cone of depression the extent of which reaches 500 km2. This size range calls for a selection of appropriate external boundaries, properly separated from these of the mine drainage area. The complex geological structure of the Olkusz area, associated with considerable variation in the thickness of rock formations, discontinuities of rock levels and occurrence of numerous faults, must be schematised so that calculation layers can be identified. The faults in the study area have to be reflected in the regional model structure, although only those faults that actually affect groundwater flows should be selected. The model structure needs to include detailed recognition and reflection of hydraulic contacts between aquifer levels, together with a selection of hydrogeological parameters that are different for particular formations. Only a complex structure built in such a manner may be the foundation of further model studies.

Adamczyk, Z. & Motyka, J., 2000. Rozwój dopływów wody do kopalń rud cynku i ołowiu w rejonie Olkusza [Water inflow to lead and zinc mines in the Olkusz area (SW Poland)]. Przegląd Geologiczny 48, 171–175.

Górnisiewicz, S., 1975. Z dziejów górnictwa i hutnictwa w Bukownie [The history of mining and metallurgy in Bukowno]. Rudy i Metale Nieżelazne 20, 323–327.

Habryn, R., Buła, Z. & Nawrocki, J., 2014. Strefa tektoniczna Kraków-Lubieniec na odcinku krakowskim w świetle danych z nowych otworów badawczych Trojanowice 2 i Cianowice 2 [The Kraków sector of the Kraków–Lubliniec tectonic zone in the light of data obtained from new boreholes of Trojanowice 2 and Cianowice 2]. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 459, 45–60.

Haładus, A., 1988. Modelowanie analogowe intensywnego drenażu utworów triasu w SE części monkliny śląsko-­krakowskiej [Analog modelling of intensive drainage of Triassic deposits in the SE part of the Silesian­Cracow monocline]. Rozprawa doktorska [PhD Thesis], AGH, Kraków.

Haładus, A. & Kulma, R., 2003. Schematyzacja złożonych warunków hydrogeologicznych dla prognozowania dopływów do kopalń na przykładzie rejonu olkuskiego [Schematization of complicated hydrogeological conditions for the prognosing of inflows to underground mines – examples from Olkusz district]. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 19, 57–79.

Haładus, A. & Kulma, R., 2004. Badania modelowe zmian stosunków wodnych w warunkach likwidacji górnictwa rud cynku i ołowiu w rejonie olkuskim [Modelling of changes in the aquatic environment of the Olkusz area during the closure of mining activity]. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 20, 89–107.

Haładus, A., Motyka, J., Szczepański, A. & Wilk, Z., 1978. Prognozowanie metodą modelowania analogowego dopływów wód do kopalń pracujących w skałach szczelinowo-krasowych [Forecasting of ground-water inflow into mines in fissure-karst horizons using the electric analogy simulation method]. Annales Societatis Geologorum Poloniae 48, 559–587.

Krajewski, S. & Motyka, J. 1999. Model sieci hydraulicznej w skałach węglanowych w Polsce [A model of hydraulic networks in carbonate rocks in Poland]. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 388, 115–138.

Kret, E., Czop, M. & Pietrucin, D., 2017. Requirements for numerical hydrogeological model implementation for predicting the environmental impact of the mine closure based on the example of the Zn/Pb mines in the Olkusz area. [In:] Wolkersdorfer, Ch., Sartz, L., Sillanpää, M. & Häkkinen, A. (Eds): 13th International Mine Water Association Congress – Mine Water & Circular Economy. Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, 703–710.

Motyka, J., 1975. Studia nad własnościami hydrogeologicznymi skał triasowych w rejonie olkuskich kopalń rud [Studies on hydrogeological properties of Triassic rocks in the Olkusz ore mines]. Rozprawa doktorska [PhD Thesis], AGH, Kraków.

Motyka, J., 1998. A conceptual model of hydraulic networks in carbonate rocks, illustrated by examples from Poland. Hydrogeology Journal 6, 469–482.

Motyka, J. & Różkowski, K., 2003. Wstępne wyniki badań wpływu ucieczek wody z Białej Przemszy na zawodnienie kopalń rud cynku i ołowiu „Pomorzany” (południowa Polska) [Preliminary research results of the consequences of water outflow from Biala Przemsza river on the total inflow to the Zn-Pb mine “Pomorzany” (Olkusz region, South Poland)]. [In:] XI Narodni Hydrogeologicky Kongres. Ostrava, 215–218.

Motyka, J. & Wilk Z., 1976. Pionowe zróżnicowanie wodoprzepuszczalności węglanowych skał triasowych w świetle statystycznej analizy wyników próbnych pompowań (monoklina śląsko-krakowska) [Vertical variation of the permeability of carbonate Triassic rocks in the light of statistical analysis of the results of trial pumping (Silesian-Cracow Monocline)]. Geological Quaterly 20, 381–399.

Motyka, J. & Wilk, Z., 1980. Olkuski rejon złożowy. Piętra wodonośne i ich charakterystyka [Olkusz deposit area. Aquatic floors and their characteristics]. [In:] Różkowski, A. & Wilk, Z. (Eds): Warunki hydrogeologiczne złóż rud cynku i ołowiu regionu śląsko­ krakowskiego [Hydrogeological conditions of deposits of zinc and lead ores of the Sielsian­Cracow region]. Wyd. Geologiczne, Warszawa, 151–159.

Motyka, J., Adamczyk, Z. & Juśko, K., 2016. Dopływy wody do olkuskich kopalń rud cynku i ołowiu w ujęciu historycznym [The historical view of the water inflows to the Olkusz zinc and lead mines (SW Poland)]. Przegląd Górniczy 72, 49–58.

Pająk, R. & Dobak, P., 2008. Okreśelanie parametrów filtracyjnych iłów krakowieckich z badań w konsolidometrze Rowe’a [Permeability parameters of Krakowiec clays evaluated in Rowe’s consolidometer tests]. Geologia 34, 677–689.

Wilk, Z. & Motyka, J., 1977. Kontakty hydrauliczne między poziomami wodonośnymi w olkuskim rejonie kopalnictwa rud [Contact between water-bearing horizons (Olkusz ore mining region near Cracow)]. Annales Societatis Geologorum Poloniae 47, 115–143.

Wilk, Z. & Zuber, K., 1980. Olkuski rejon złożowy. Stan hydrogeologicznego rozpoznania złóż [Olkuski deposit area. The state of hydrogeological recognition of deposits]. [In:] Różkowski, A. & Wilk, Z. (Eds): Warunki hydrogeologiczne złóż rud cynku i ołowiu regionu śląsko-krakowskiego [Hydrogeological conditions of deposits of zinc and lead ores of the Sielsian­Cracow region]. Wyd. Geologiczne, Warszawa, 146–151.

Zdechlik, R., 2017. Sources of information for preparing groundwater flow model, on the example of Poland. [In:] 17th International Multidisciplinary Scientific Geo-Conference (SGEM 2017). Conference Proceedings 17, Hydrogeology, engineering geology and geotechnics. Curran Associates, Red Hook, 775–783.

Geologos

The Journal of Adam Mickiewicz University

Journal Information


CiteScore 2017: 0.72

SCImago Journal Rank (SJR) 2017: 0.249
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2017: 0.601


Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 40 40 12
PDF Downloads 27 27 10