DD220980A1 - MEANS FOR PRODUCING SEALING ELEMENTS - Google Patents

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DD220980A1
DD220980A1 DD25857583A DD25857583A DD220980A1 DD 220980 A1 DD220980 A1 DD 220980A1 DD 25857583 A DD25857583 A DD 25857583A DD 25857583 A DD25857583 A DD 25857583A DD 220980 A1 DD220980 A1 DD 220980A1
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DD
German Democratic Republic
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groundwater
sealing
sealing elements
iron
clay
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Application number
DD25857583A
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Inventor
Roland Fischer
Johannes Hummel
Herbert Reissig
Dietmar Peukert
Bernd Rossbach
Fritz Reichel
Original Assignee
Senftenberg Ve Bkk
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Herstellung von Dichtungselementen in Gebieten mit eisenhaltigem Grundwasser. Die Gewinnung von Braunkohle im Tagebaubetrieb erfordert in der Regel eine Entwaesserung des Untergrundes. Zur Gewaehrleistung der geotechnischen Sicherheit ist eine zeitlang der Grundwasseranstieg zu verhindern bzw. zu minimieren. Es galt ein Mittel zu finden, welches unter Ausnutzung chemischer Reaktionsvorgaenge bei der Faellung im Grundwasser geloesten Eisens einen Abdichtungseffekt ausloest. Es wurde gefunden, dass Kraftwerksasche allein oder in Kombination mit Ton, Zement oder kalkhaltigen Schlaemmen, in Form von Lamellen senkrecht oder parallel zur Wasserfliessrichtung angelegt oder auch flaechig ausgebracht, den gewuenschten Puffereffekt hervorbringt. Anwendungsgebiete sind dabei Stand- und Kippenboeschungen, Dichtungswaende oder Dichtungsteppiche beim Betreiben von Tagebauen oder bei Wasserbaumassnahmen.The invention relates to a means for producing sealing elements in areas containing ferrous groundwater. The extraction of lignite in open pit mining usually requires a drainage of the subsoil. To ensure geotechnical safety, groundwater rise must be prevented or minimized for a while. It was necessary to find a means which triggers a sealing effect by utilizing chemical reaction processes when digested in the groundwater of dissolved iron. It was found that Kraftwerksasche alone or in combination with clay, cement or calcareous Schlaemmen, applied in the form of fins perpendicular or parallel to the water flow direction or even applied surface, produces the desired buffer effect. Areas of application are standing and tilting buoys, sealing walls or sealing carpets when operating opencast mines or in hydraulic engineering measures.

Description

Mittel zur Herstellung von Dichtungselementen Anwendungsgebiet der ErfindungMeans for producing sealing elements Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Herstellung von Dichtungselementen in Gebieten mit eisenhaltigem Grundwasser. Die Gewinnung von Braunkohle im Tagebaubetrieb erfordert in der Regel eine Entwässerung des Untergrundes. Diese muß oftmals nach Verkippiing der Abraummassen eiiie Zeit lang weiter betrieben v/erden, um zur Gewährleistung der geotechnischen Sicherheit den Grunäwasseranstieg im Kippengelände zu verhindern. Im Untergrund sind häufig eisenhaltige Minerale enthalten, insbesondere in der Uähe von Braurikohlenflözen treten sie in Form von Eisensulfiden auf. Durch Verwitterunge- und Lösungsvorgänge entstehen dabei eisenhaltige und saure Grundwässer·The invention relates to a means for producing sealing elements in areas containing ferrous groundwater. Extraction of lignite in open pit mining usually requires drainage of the subsoil. This often has to be operated for a while after tilting the roughing masses for a while in order to prevent the green water rising in the dump area to ensure geotechnical safety. In the underground are often iron-containing minerals contained, especially in the vicinity of Braurikohlenflözen they occur in the form of iron sulfides. Weathering and dissolution processes cause iron-containing and acidic groundwaters

Charakteristik des Standes der TechnikCharacteristic of the prior art

Bei der Ausführung von Baumaßnahmen im Untergrund ist es oftmals erforderlich, vorhandenes Grundwasser abzusenken oder den Grundwasserzufluß hu verhindern. Letzteres geschieht insbesondere durch den Einsatz von Dichtungselementen und ist vorwiegend bei langzeitlichen Baumaßnahmen von Bedeutung*In the execution of construction work in the underground, it is often necessary to lower existing groundwater or prevent the groundwater inflow hu. The latter happens in particular through the use of sealing elements and is mainly important in long-term construction measures *

Im Wasser- und Erdbau sind Dichtungselemente bekannt, die zur Verhinderung oder Einschränkung der Durchsickerung von Bau-In water and earthworking sealing elements are known, which are used to prevent or limit the seepage of construction

•werken "bzw. zur Verhinderung oder Einschränkung der Versickerung aus offenen Wasserflächen in den Untergrund eingesetzt werden. Sie werden bei einem hohen Materialaufwand vorzugsweise aus Folien, Ton, Lehm, Beton, Bitumen, Chemikalien bzw. Kombinationen derselben hergestellt.• In order to prevent or limit the infiltration of open water surfaces into the subsurface, they are preferably produced from foils, clay, loam, concrete, bitumen, chemicals or combinations thereof.

In der "Neuen Bergbautechnik11 (3/1973) ist ein Verfahren zur Untergrundabdichtung beschrieben, das auf der Oxydation des Eisens (II) und der Ausfällung des Eisens (III) -oxidhydrates beruht. Dabei wird Sauerstoff als Oxydationsmittel ge-< nutzt. Ein Zusatz von Chlor soll Verockerungserscheinungen vorbeugen. Die Chemikalien werden mittels Infiltrationsbrunnen in den Untergrund gebracht. Dieses Verfahren hat folgende lachteile:The "Neue Bergbautechnik 11 (3/1973) describes a method of subsurface sealing based on the oxidation of iron (II) and the precipitation of iron (III) oxide hydrate using oxygen as an oxidizing agent The addition of chlorine is intended to prevent the onset of obstruction.The chemicals are brought into the underground by means of infiltration wells.This procedure has the following disadvantages:

Die anstehenden Wässer besitzen in der Regel niedrige pH-Werte, da jedoch der pH-Wert den dominierenden Paktor bei der Oxydation darstellt, werden rein chemisch nur unwesentliche Mengen Eisen (II) oxydiert, mit denen kein Dichteffekt erreichbar ist. Weiterhin erfolgte dabei eine Abtötung der eisenoxydierenden Mikroorganismen vom Typ Thiobazillus durch die Chlorzugabe. Die gesamte Anlage hat nur eine kurze Lebensdauer durch die Kolmation des brunnennahen Raumes, wobei eine völlige Abdichtung unmöglich erscheint, da eine gleichmäßige Abscheidung der Eisenhydroxide nicht steuerbar ist. Zur Ausschaltung verbleibender hydraulischer Kontaktzonen muß der Abstand der Infiltrationsbrunnen entsprechend den gegebenen geohydraulischen Bedingungen sehr gering gehalten werden. Da zusätzlich zu den Infiltrationsbrunnen noch Förderbrunnen installiert werden müssen, entsteht ein hoher Aufwand1 an Material, Bohrkapazität, Energie und Arbeitskräften. Auch die Zeitdauer von Beginn der Infiltration von Oxydationsmitteln bis zum Erreichen eines Abdichtungseffektes im Untergrund ist sehr lang,.The upcoming waters usually have low pH, but since the pH is the dominant factor in the oxidation, only insignificant amounts of iron (II) are oxidized purely chemically, with which no sealing effect can be achieved. Furthermore, there was a killing of the iron-oxidizing microorganisms of the type Thiobacillus by the chlorine addition. The entire system has only a short life by the Kolmation the well near the room, with a complete seal seems impossible because a uniform deposition of iron hydroxides is not controllable. To eliminate remaining hydraulic contact zones, the distance of the infiltration wells must be kept very low according to the given geohydraulischen conditions. Since, in addition to the infiltration wells, pumping wells still have to be installed, there is a high outlay 1 on material, drilling capacity, energy and manpower. Also, the period of time from the beginning of the infiltration of oxidants to achieve a sealing effect in the underground is very long.

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Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, durch Verdichtungserscheinungen und Zementierungeeffekte eine zielgerichtete, lokal begrenzte Abdichtung dee Untergrundes gegen vorhandenes und zufließendes Grundwasser im Tagebaubetrieb zu erreichen.The aim of the invention is to achieve a targeted, localized sealing dee substrate against existing and inflowing groundwater in open pit mining by compaction phenomena and cementation effects.

lesen der Erfindungreading the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mittel, vorzugsweise ein Abprodukt, zu finden und einzusetzen, welches unter Ausnutzung chemischer Reaktionsvorgänge bei der Fällung im Grundwasser gelösten Eisens einen Abdichtungseffekt auslöst.The invention has for its object to find a means, preferably a waste product, and to use, which triggers a sealing effect by utilizing chemical reaction processes in the precipitation in the groundwater dissolved iron.

Erfindungsgemäß'.geschieht dies dadurch, daß anfallende Kraftwerksasche allein oder in Kombination mit Ton, Zement oder kalkhaltigen Schlämmen in Form von Lamellen, welche senk-' recht oder parallel zur .Wasserfließrichtung angelegt sind sowie auch flächig ausgebracht wird, dabei sind Stand- und Kippenböschungen, Dichtungswände oder Dichtungsteppiche beim Betreiben von Tagebauen oder bei Wasserbaumaßnahmen während' der Betriebszeit Anwendungsgebiete.According to the invention, this is achieved by accumulating power plant ash alone or in combination with clay, cement or lime-containing sludges in the form of lamellae, which are arranged perpendicular or parallel to the water flow direction and are also applied flatly, whereby standing and tilting slopes are provided , Sealing walls or sealing carpets when operating opencast mines or during hydraulic engineering measures during the operating period.

Außführungsbeispiel ^Implementation Example ^

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden.With reference to an embodiment, the invention will be described in detail.

Wird ein Tagebau neu aufgeschlossen, so wird vor Beginn des Verkippungsprozesseisι Kraftwerksasche allein oder in Verbindung mit Ton, Zement oder kalkhaltigen Schlärnmen auf die Standböschung in Form einer Lamelle aufgebracht. Mit fortschreitend er Tagebauentwicklung wird auch die Kopfböschung mit einer Aschelamelle versehen, somit ist, das gesamte Kippensystem gegen Randzuflasse abgedichtet. In bereits laufenden Tagebauen kann Kraftwerksasche allein oder in den genannten Verbindungen auch auf Kippenböschungen aufgebracht werden#If an open-pit mine is reopened, power plant ash, alone or in conjunction with clay, cement or lime-containing sludge, is applied to the ledge in the form of a lamella prior to the start of the tilting process. As the open pit development progresses, the headland is also provided with an ash lamella, thus sealing the entire tipping system against edge fill. Power plant ashes alone or in the above-mentioned compounds can also be applied to tipper slopes in opencast mines #

ebenso zur Abdichtung von Böschungen von Tagebaurestlöchern, wo ein Abströmen des Wassers aus dem Restloch in das Gebirge oder ein Zuströmen aus dem Gebirge in das Restloch verhindert werden muß. In beiden Pällen sind im Verein Bös-chungssicherungsmaßnahmen erforderlich. . -also for the sealing of slopes of open pit holes, where a flow of water from the residual hole in the mountains or an influx from the mountains must be prevented in the residual hole. In both cases, anti-corruption measures are required in the club. , -

Weiterhin soll Kraftwerkoasche als Puffersubstanz auch als Dichtungsmaterial in gefrästen Schlitzen von Dichtungswänden eingesetzt werden.Furthermore Kraftwerkoasche should be used as a buffer substance as a sealing material in milled slots of sealing walls.

Eine weitere Anwendung als Dichtungsteppich erfolgt bei Flußverlegungen oder dem Bau von Erdbecfcen in Grubenwasserreinigungsanlage]!,· um eine Versickerun£ in" den Untergrund zu minimieren.Another application as a sealing carpet is in the case of river entrenchments or the construction of earthquakes in mine water treatment plants] !, in order to minimize infiltration of the subsoil.

Die Bemessung der Mächtigkeit der Aschelamelle erfolgt nach ' praxisnahen Ueuträlisationsversuchen eisenhaltigen Grundwassers unter Berücksichtigung der Pufferkapazität von Kraftwerksasche. Als.wichtigster Bemessungsparameter ist das Eisen-Protonenverhältniß anzusehen.The assessment of the thickness of the ash slate is carried out in accordance with 'practical uranium enrichment tests of groundwater containing iron, taking into account the buffer capacity of power plant ash. The most important design parameter is the iron-proton ratio.

Vorteile aus der Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich durch einen verminderten Aufwand bei Kippcnentwässerungsarbeiten, kürzerer Betriebsdauer von Randriegeln sowie eine weitgehende Lokalisierung von Grundwasserverunreinigungen durch Reaktionsprodukte auf die verkippten Gebiete, die bei der Verwitterung von Bisensulfiden entstehen.Advantages of using the solution according to the invention result from a reduced effort in Kippcnentwässerungsarbeiten, shorter service life of Randriegeln and extensive localization of groundwater contamination by reaction products on the tilted areas that arise in the weathering of bis-sulfides.

In den Fällen, wo nach .Einstellen der Bergbautätigkeit eine Aufhebung der Dichtungswirkung erforderlich wird, ist die Ascheschicht durch Sprengung zerstörbar. Damit werden die Voraussetzungen zur Wiederherstellung eines zuseu-nmenhängenden Grundwasserregimeε geschaffen.In cases where a cancellation of the sealing effect is required after the setting of the mining activity, the ash layer is destructible by blasting. This creates the conditions for the restoration of an additional groundwater regime.

Claims (1)

I£ rf ind ung sah sprachI saw English spoken Mittel zur Herstellung von Dichtungselementen in Gebieten mit eisenhaltigem Grundwasser zur Gewährleistung der geotechnischen Sicherheit beim Betreiben von Tagebauen, welches unter Ausnutzung chemischer Reaktionsvorgänge bei der Fällung im Grundwasser gelösten Eisens einen Äbdichtungseffekt auslöst, gekennzeichnet dadurch, daß Kraftwerksasche allein, in Kombination mit Ton, Zement sowie kalkhaltigen Schlämmen in Form von lamellen, die senkrecht oder parallel zurWasserfließrichtung angelegt sind, sowie auch flächig ausgebracht wird, wobei Stand- und Kippenböschungen, Dichtungswänöe bzw. Dicht ung-setppiche beim Betreiben von Tagebauen oder bei Wasserbaumaßnahmen Anwendungsgebiete darstellen.Means for the production of sealing elements in areas containing ferrous groundwater to ensure the geotechnical safety in the operation of opencast mines, which triggers a Äbdichtungseffekt using chemical reaction processes in the precipitation in groundwater iron, characterized in that Kraftwerksasche alone, in combination with clay, cement and calcareous sludges in the form of lamellae, which are applied perpendicular or parallel to the direction of water flow, as well as applied flat, with standing and Kippenböschungen, Dichtungswänöe or seal ung-setppiche when operating opencast mines or in hydraulic engineering applications are applications.
DD25857583A 1983-12-23 1983-12-23 MEANS FOR PRODUCING SEALING ELEMENTS DD220980A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417881A1 (en) * 1989-08-18 1991-03-20 Terran Research, Inc. Method of sealing permeable unconsolidated materials

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0417881A1 (en) * 1989-08-18 1991-03-20 Terran Research, Inc. Method of sealing permeable unconsolidated materials

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