DD277299A1

DD277299A1 - Verfahren zur verwahrung untertaegiger hohlraeume

Info

Publication number: DD277299A1
Application number: DD32204488A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Franke; Klaus Ebel; Herbert Quaas; Richard Von Der Osten; Heinz Breitfeld
Original assignee: Freiberg Brennstoffinst
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-03-28

Abstract

Das erfindungsgemaesse Verfahren ist geeignet, untertaegige Hohlraeume durch Verfuellung sicher zu verwahren. Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Verwahrung und Stabilisierung untertaegiger Hohlraeume grosser Laenge und kleinen Querschnittes, insbesondere Endlagerungshohlraeume fuer radioaktive oder toxische Stoffe, durch Verfuellung mit einer aufwandarmen Vorrichtung zu realisieren. Die erfindungsgemaesse Loesung wird durch ein Verfahren erreicht, mit dem fluidisierter staubfoermiger Feststoff pneumatisch mit hohem Druck und grossem Feststoffanteil (Dichtstromfoerderung) ueber ein laengenveraenderliches Rohrleitungssystem mit geringem Durchmesser unter Beruecksichtigung der Anforderungen des Strahlenschutzes jeden beliebigen Versatzort zugefuehrt werden kann.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwahrung untertägiyer Hohlräume durch Verfüllung, in denen radioaktive Ciüer toxische Abfälle bzw. Stoffe endgelagert werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Im untertägigen Bergbau dient die Verwahrung von Hohlräumen durch ihre Verfüllung (Versatz) mit Feststoffen hauptsächlich der Stabilisierung des Grubengebäudes, wobei zusätzlich Sicherheitsrc jvante und wettertechnische (belüftungstechnische¹ Vorteile entstehen. Bei der Entladung radioaktiver und tovischer Stoffe vermeidet oder behindert sie darüber hinaus deren Freisetzung aus dem Bereich ihrer Einlagerung.

Beim Versatz mit trockenen Feststoffen (z. B.: Sturz-, Schrapper-, Blas- oder Schleuderversatz werden verfahrensbedingt nur Füllgrade von maximal 80% erreicht. Außerdem befinden sich die Anlagen und das Bedienpersonal in unmittelbarer Nähe des Versatzortes, was aus strahlenschutztechnischen Gründen bei der Verwahrung von radioaktiven Abfällen bzw. Stoffen auszuschließen ist. Der organisatorische Aufwand und die ergonomischen Belastungen sind bei diesen Versatzverfahren hoch. Beim Spülversatz wird ein Flüssigkeits-Faststoff-Gemisch durch Rohrleitungen über größere Entfernungen in den Hohlraum eingedrückt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Möglichkeit einer unkontrollierten Flüssigkeitsausbreitung und Freisetzung radioaktiver oder toxischer Abfälle bzw. Stoffe.

In DE-AS 2513003 wird die Verfüllung von Hohlräumen und Klüften mit einem staubförmigen Material vorgeschlagen, das mittels Druckluft über Bohrlöcher von über Tage zugeführt wird. Die Durchörterung der natürlichen Hauptbarriere bedeutet einen hohen technisch-ökonomischen Aufwand und stellt einen zusätzlichen Unsicherheitsfaktor für die Gewährleistung der Endlagersicherheit dar.

Mit den bisher bekannten Versatzverfahren sind die sicherheitstechnischen Forderungen an die Verwahrung von Endlagerungshohlräumen für radioaktive bzw. toxische Abfälle oder Stoffe nicht umfassend bzw. hinreichend erfüllbar.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, das unter Berücksichtigung der Anforderungen an den Strahlenschutz für eine sichere Verwahrung von Endlagerungshohlräumen für radioaktive und/oder toxische Abfälle bzw. Stoffe durch Verfüllung mit einer aufwandarmen Vorrichtung geeignet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, untertägige Hohlräume, bevorzugt mit großer Länge bei geringem Querschnitt, für die Endlagerung radioaktiver oder toxischer Abfälle bzw. Stoffe, die mit herkömmlichen Ausrüstungen nicht zugänglich oder aufgrund der Strahlengefährdung für Personen nicht begehbar sind, durch Verfüllung von einem entfernten Gerätestandort zuverlässig zu verwahren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein staubförmiger Feststoff mit oder ohne hydraulischen Bindeeigenschaften pneumatisch mit hohem Druck und großem Feststoffanteil (Dichtstromförderung) über ein längenveränderliches Rohrleitungssystem mit geringem Durchmesser (bevorzugt 10... 100mm) horizontal oder vertikal, geradlinig oder gekrümmt jedem beliebigen Versatzort aufwandsarm zugeführt werden kann. Dabei sind verfahrensbedingt künstliche oder natürliche Barrieren zur Begrenzung oder Unterteilung des Versatzhohlraumes angeordnet. Die Austrittsöffnung des Förderrohres wird in geringem Abstand unterhalb der Firste bis unmittelbar hinter die Barriere des zu verfüllenden Hohlraumes geführt, in dem sich das Luft-Feststoff-Gemisch durch Entspannung entmischt und in Förderrichtung den Hohlraum verfüllt. Im Firstbereich bildet sich im eingebrachten Feststoff während des Versatzes selbständig ein Förderkanal geringen Querschnittes aus, der die weitere geführte Medienzuführung ohne Verlängerung der Förderrohrleitung gewährleistet. Durch Druckregelung kann die Fördermenge und -länge variiert -jnd/oder verschiedenartigen Anwendungsfällen angepaßt werden. Die Förderluft wird über Filterstaubfrei gereinigt aus dem Versatzhohlraum in das Streckennetz des Grubengebäudes r bgeführt. Die Medienzu- und Abluftführung kann wahlweise über oberhalb, unterhalb oder niveaugleich zum zu verfüllenden Hohlraum angelegte Räume sowie Rohrleitungen und Bohrungen vorgenommen werden, vorzugsweise jedoch über eine Rohrleitung, die so über alle Abschnitte verlegt ist, daß der Leitungsteil des ersten, in Förderrichtung arn weitesten entfernt liegenden und zu verfüllenden Abschnittes als Abluftleitung verwendet und an deren Austritt ein Filter installiert wird. Diese Vorgehensweise wird abschnittsweise im Rückbau wiederholt.

Die Länge der Einzelabschnitte und die Gesamtlänge der Rohrleitung sind von den betriebstechnischen Parametern abhängig oder durch zusätzliche bzw. anlagengebundene Verdichter erweiterungsfähig.

Die Vorteile des Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, daß mit geringem anlagentechnischem Aufwand unter den Bedingungen des untertägigen Bergbaues und bei Gewährleistung des Strahlenschutzes eine sichere Verwahrung auch unzugänglicher und/oder strahlenbelasteter Hohlräume durch Vollfüllung bei einfacher Betriebsführung fernbedient realisierbar ist. Durch die Auswahl des trockenen, staubförmigen Feststoffes (Braunkohlenfilterasche, Zement, Ton, Salz usw.) sowie Druckänderungen für das Fördermedium ist eine aufwandarme Anpassung des Versatzverfahrens sowie Regelung der Fördermenge und -länge auch bei komplizierten Standortbedingungen des Endlagerungsortes gewährleistet. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Druckgefäßes als kombinierte Transport- und Feststoff-Fluidisierungsvorrichtung, die die Beförderung des Feststoffes über größere Entfernungen (beispielsv/eise von über Tage) zum Versatzort und anschließend am Versatzort seine Fluidisierung mit Hilfe eines Wirbelbodens übernimmt, wodurch der Ausrüstungsaufwand und Platzbedarf weiter reduziert wird. Der geringe Rohrleitungsquerschnitt und die Anpassung der Rohrleitungsverlegung (horizontal, vertikal, gekrümmt) gestattet eine nahezu uneingeschränkte, sttahlensichere Anwendung bei geringem Montage-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand sowie Energiebedarf. Vorzugsweise erfolgt der Anschluß des Druckgefäßes an das untertägige Druckluftnetz. Durch die Kombination mehrerer Druckgefäße ist ein kontinuierlicher oder chargenweiser Versatzbetrieb durchführbar. Bei geringer Umweltbelastung wird eine hohe Arbeitssicherheit erreicht.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachfolgend art Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Schema einer abschnitisweisen Hohlraumverfüllung von einem niveaugleichen Beschickungsstandort aus Fig.2: Schema einer abschnittsweisen Hohlraumverfüllung von einem Beschickungsstandort aus, der oberhalb des zu verfüllenden Hohlraumes liegt.

In Figur 1 ist ein Hohlraum 1, der von einem niveaugieichen Standort aus verfüllt werden soll, mit eingebrachten Barrieren 2 im Längsschnitt dargestellt. In einem Druckgefäß 3 mit Wirbelboden wird ein Gemisch aus beispielsweise Braunkohlenfilterasche und Luft hergestellt, das über die Förderleitung 4, die durch die der vom Druckgefäß 3 am entferntesten angeordneten Barriere 2 geführt ist und unmittelbar hinter dieser endet, zunächst dem Streckenabschnitt a zugeführt wird. Der aus dem sich entspannenden Gemisch ausfallende Staub lagert sich ab und stellt die Streckenausfüllung 5 dar. Die fortschreitende Versatzfront 6 ist böschungsartig ausgebildet. Die Abluft wird über die Ablufüeitung 7 und das Filter 8 in den Streckenabschnitt b oder das Bohrloch 12 und das Filter 8 geführt. Nach Füllung des Streckenabschnittes a wird die Förderleitung 4 an der den Streckenabschnitt b druckgefäßartig begrenzenden Barriere 2 getrennt und der im Abschnitt b verlegte Teil der Förderleitung 4 durch Einbau eines Filters 8 zur Abluftleitung 7 umfunktioniert. Die Verfüllung des Abschnittes b wird analog der des Abschnittes a vorgenommen. Diese Verfahrensweise wird für dio weiteren Abschnitte wiederholt.

In Figur 2 ist ein zu verfallender Hohlraum 1 dargestellt, der von nicht zu verfüllenden Hohlräumen 9 aus beschickt werden soll, die oberhalb dieses liegen.

In einem Druckgefäß 3 mit Wirbelhoden wird ein Gemisch aus beipielsweise Braunkohlenfilterasche oder Zement und Luft hergestellt, das über die Förderleitung 4, oie wahlweise bis in den Hohlraum 1 oder bis zu einem in diesen Hohlraum 1 gestoßenes Bohrloch 11 für die Medienzuführung geführt wird. Der aus dem Gemisch ausfallende Staub lagert sich ab und stellt dia StreckenausfüMung 5 dar. Die fortschreitende Versatzfront 6 ist böschungsartig ausgebildet. Die Abluft wird über Fiohrlöchßr 12 und Filter 8 in den nicht zu verfüllenden Hohlraum 9 geführt. Nach Füllung eines Streckenabschnittes zwischen zwei Bohrlöchern fü> Abluft 12 wird die Förderleitung 4 an ein neues Bohrloch für Medienzuführung 11 angeschlossen und ein weiterer Streckenabschnitt analog verfüllt.

Claims

1. Verfahren zur Verwahrung und Stabilisierung untertägiger Hohlräume großer Länge und kleinen Querschnittes durch Verfüllung, insbesondere für die Endlagerung radioaktiver oder toxischer Abfälle bzw. Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß ein fluidisierter staubförmiger Feststoff mit hohem Luftdruck und großem Feststoffanteil (Dichtstromförderung) über ein Förderleitungssystem 4 und/oder Bohrungen einem durch natürliche und künstliche Barrieren (2) begrenzten Hohlraum (1) kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführt und die Förderluft über Filter (8) staub- und aerosolfrei wahlweise über eine Bohrung (12) oder über eine separate Abluftleitung (7) abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Luft-Gemisch über mehrere längs des zu verfüllenden Hohlraumes (1) verteilte Rohrleitungsabzweige ί ΙΟ) und/oder Bohrungen (11) zugeführt und die Abluft über eine oder mehrere Bohrungen (11.) aus dem so in Einzelabschnitte unterteilten Hohlraum (1) abgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Luft-Gemisch den durch künstliche Barrieren in einzelne Abschnitte unterteilten Hohlraum (1) über ein längenveränderliches FörderleiUingssystem (4) zugeführt und die Abluft wieder in die als Abluftleitung (7) umfunktionierte Förderleitung (4) eingebunden wird.