DD246329B1 - Sperrmittel zur verringerung der wasserdurchlaessigkeit von lockergestein - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Sperrmittel zur Verringerung der Wasserdurchlässigkeit von Lockergestein, insbesondere Grundwasserleitern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind die verschiedensten Verfahren bekannt, welche zur Absperrung von Grundwasserleitern verwendet werden.

Es wurden verschiedene Quellmittel vorgeschlagen, welche nur eine lokale Wirkung haben, z. B. in Tiefbohrungen usw. Für die weiträumige Absperrung von Tagebauen, Gruben usw. eignen sich vor allem Zwei-Komponenten-Sperrmittel wie Aldehyde, Alkali und/oder Ammoniumpersulfat. Die Mittel sind chemische Verbindungen ebenso wie Wasserglas z.B. auf Natrium- bzw. Kaliumsilikatbasis. Die Herstellung dieser Mittel ist sehr aufwendig und das Einbringen kompliziert.

Auch bei Sperrmittel auf feindisperser Zementbasis ist eine aufwendige Herstellung bei geringer Wirksamkeit zu verzeichnen Zur Abdichtung von Oberflächen, insbesondere erosionsgefährdeter Böschungen wurden nach DE-OS 1717203 und US-PS 3094809 Wachsemulsionen verwendet, die auch Montanwachs enthalten.

Diese Verfahren sind ausschließlich für oberflächliche Abdichtungen vorgeschlagen worden, mit dem Ziel, eine wasserdichte Beschichtung zu erreichen. Eine geringe Eindringtiefe ist dabei Voraussetzung für eine hohe Effektivität.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die Herstellungskosten für Absperrungen von Grundwasserleitern zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sperrmittel zur Reduzierung der Wasserdurchlässigkeit von Lockergestein in Grundwasserleitern so einzubringen, daß ein großräumiger Wirkungsbereich im Grundwasserleiter entsteht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine nichtionogene stabile feindisperse Wachsemulsion, aus 10-30 Gewichtsteilen Montanwachs und 2,0 bis 6,0 Gewichtsteilen Emulgator, vorzugsweise Ethylenoxidaddukten von Alkylphenolen und/oder längerkettigen Fettsäuren auf 100 Gewichtsteile mit Wasser aufgefüllt, durch Emulgation hergestellt und in den Grundwasserleiter eingebracht wird.

Die in dem injizierten Sperrmittel enthaltenen nichtionogenen Emulgatoren bewirken eine wesentliche Absenkung der Oberflächenspannung des Lockergesteins umgebenden Wassers und gewährleisten eine rasche Migration des Injektionsmittels bei gleichzeitiger Benetzung auch feinkörniger Bodenbestandteile. Die den Emulsionsfeststoff kennzeichnenden Ester bzw. Carbonsäuren des Montanwachses treten insbesondere mit den die mineralische Zusammensetzung des Bodens prägenden Erdalkali- und Schwermetall-Kationen in adsorptive und chemisch reakive Wechselwirkungen. Dabei ist die Geschwindigkeit des Ablaufes reaktiver Wechselwirkungen, insbesondere den im Montanwachs enthaltenen Carbonsäuren mit den Kationen des Bodens für die Eindringtiefe und die Stabilität der Bindungen für die Dauerhaftigkeit der Sperrwirkung verantwortlich. Vorteilhaft ist eine Wirkkonzentration von 0,1 bis 3,0 Gewichtsteilen. Die anfangs ungehinderte Fließbewegung des Sperrmittels gemeinsam mit dem Grundwasser im Grundwasserleiter läßt allmählich nach, entsprechend der adsorptiven und chemischen Wechselwirkung mit dem Lockergestein. Es ist notwendig, daß die Sperrwirkung so lange beibehalten wird, bis der natürliche Grundwasseranstieg erfolgen soll, z.B. nach Abschluß der bergmännischen Maßnahmen,

Das erfindungsgemäße Sperrmittel erfüllt unter Berücksichtigung aller wesentlichen Bodenarten und Bodenstrukturen, die für die Grundwasserleiter kennzeichnend sind, diese Anforderungen. Das Einbringen des Sperrmittels in das wasserführende Lockergestein erfolgt vorzugsweise dadurch, daß das Sperrmittel unter Überdruck in Bohrungen im jeweiligen Grundwasserleiter eingepreßt und in einer benachbarten Bohrung durch Vakuum angesaugt wird. Damit kann die Abdichtungswirkung kontrolliert und bei Nachlassen der Abdichtung das Einbringen des Sperrmittels wiederholt werden.

Ausführungsbeispiel

Aus 12 Gewichtsteilen eines Montanwachses und 3 Gewichtsteilen Emulgator, vorzugsweise Ethylenoxidaddukte der Alkylphenole wird unter Hinzufügung von Wasser ad 100 Gewichtsteilen in den emulgatorhaltigen Wachskörper eine feindisperse nicht ionogene wäßrige Montanwachsemulsion hergestellt, die in das Lockergestein eingepreßt und über adsorptiv reaktive Wechselwirkungen der Feststoffkomponente mit den mineralischen Bodenbestandteilen eine Blockierungswirkung hervorruft. Die für die Blockierung von Lockergestein erforderliche Wirkkonzentration des erfindungsgemäßen Sperrmitteis beträgt vorzugsweise 1,0 Gewichtsteile Sperrmittel bezogen auf 100 Gewichtsteile des zu behandelnden Lockergesteins. Eine sichere Kontrolle des Wirkbereiches ist dadurch möglich, daß die Wachsemulsion zwischen benachbarten Bohrungen im Kreislauf gepumpt wird. Durch diese Technik kann ein Sperriegel aufgebaut und die Verminderung der Wasserdurchlässigkeit überprüft und durch Nachinjektion in ihrer Wirksamkeit beeinflußt werden.

Claims (4)

1. Sperrmittel zur Verringerung der Wasserdurchlässigkeit von Lockergestein in Grundwasserleitern unter Verwendung montanwachshaltiger Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß eine stabile feindispere Montanwachsemulsion, bestehend aus 10 bis 30 Gewichtsteilen Montanwachs, 2,0 bis 6,0 Gewichtsteilen Emulgator, vorzugsweise Ethylenoxidaddukt von Alkylphenolen und/oder längerkettigen Fettsäuren und ergänzt auf 100 Gewichtsteile Wasser, über Bohrungen in den zu behandelnden Grundwasserleiter so lange injiziert wird, bis das Sperrmittel eine Verringerung der Wasserdurchlässigkeit im vorgesehenen Maße und in der berechneten horizontalen Ausdehnung bewirkt hat.

2. Sperrmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in horizontal von den Injektionsbohrungen entfernten Vakuumbohrungen das Grundwasser einschließlich des Sperrmittels bis zur vorgesehenen Abdichtung angesaugt wird.

3. Sperrmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte bei Nachlassen der Abdichtung wiederholt werden.

4. Sperrmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion mit Überdruck eingebracht wird.