DE102009033833A1

DE102009033833A1 - Verfahren und Sprühgerät zur Versiegelung einer Salzhalde

Info

Publication number: DE102009033833A1
Application number: DE200910033833
Authority: DE
Original assignee: TerraElast AG
Current assignee: TerraElast AG
Priority date: 2009-04-26
Filing date: 2009-07-18
Publication date: 2010-10-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdeckung von salzhaltigen Halden (1) mit ebenen und/oder geneigten Oberflächen (2). Um eine wasserundurchlässige, gegen Wind und Erosion resistente Oberfläche einer Halde zu erzeugen, ist vorgesehen, dass ein organischer Klebstoff, der vernetzend ist, als Klebstofffilm (3) auf die Oberfläche (2) der Halde (1) mittels eines über die Oberflächen (2) verfahrbaren Spritz- oder Sprühgerätes (4) aufgebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdeckung von salzhaltigen Halden mit ebenen und/oder geneigten Oberflächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach Anspruch 5.
Das Verfahren betrifft eine wasserundurchlässige Beschichtung im Sinne eines Abdeckens zum Aufbringen auf salzhaltigen Halden, stillgelegten Mülldeponien oder ähnlichen kontaminierten Flächen. Das Ableiten von Regenwasser über Haldengräben in Vorfluter ist eine aufwändige und kostenintensive Methode. Ferner muss das anfallende salzhaltige Regenwasser aus der Halde auf dem Transportweg mit LKW oder mit Hilfe von kostenintensiven Rohrleitungssystemen (Pipeline) in spezielle Aufbereitungsanlagen transportiert werden, was wiederum die Fahrwege, die meist durch Ortschaften führen, sehr stark belasten.
Versuchsreihen, die Halden durch Abdeckfolien, Flugasche, Zementverbindungen und andere Abdeckmaßnahmen undurchlässig zu gestalten, sind aufgrund verschiedener Einflüsse, die von den Halden ausgehen, wie beispielsweise aufgrund der Erosion, gescheitert, sodass nur der teure Aufbereitungsweg oder kostenintensive Bau von Rohrleitungen z. B. in die Nordsee als Alternative verbleibt. Die Entsorgung der salzhaltigen Wassermassen über Rohrleitungen in Gewässer belasten die Umwelt.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit welchem es möglich ist, eine wasserundurchlässige Beschichtung oder Abdeckung auf salzhaltige Halden oder anderen aufgeschütteten Halden anzugeben, die erosionsbeständig gegenüber Wind und Niederschlag ist. Weiter ist eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher ein derartiges Verfahren kostengünstig ausgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Dadurch dass die Oberfläche der Halden mit einem organischen, vernetzenden Klebstoff durch ein über die Oberflächen vorfahrbares Sprüh- oder Spritzgerät besprüht werden, wobei der Klebstoff eine feste, dauerelastische Verbindung mit dem Untergrund eingeht, ist ein Verfahren geschaffen, das das Eindringen von Regenwasser in die Halden und ein Ausschwemmen von Salz oder anderen Problemstoffen gänzlich vermeidet. Geeignete organische Klebstoffe sind insbesondere Zweikomponenten-Systeme wie Epoxidharze, Polyurethan oder auch Einkomponenten-Systeme. Das Regenwasser gelangt hierbei ausschließlich auf den Oberflächen der salzhaltigen Halden direkt über die Abdeckung oder Beschichtung in einen die Halde umschließenden Haldengraben. Da es sich hierbei um nicht belastetes Wasser handelt, kann dies zum einen zum Eigenbedarf des Haldenbetreibers dienen oder zum anderen kann das Wasser über Rigolen oder Entwässerungsgruben wieder versickern und dem Grundwasser zugeführt werden.
Es ist zweckmäßig, die Oberflächen der Halde vor dem Aufbringen von Klebstoff zu ebnen und zu glätten. Dieser Vorgang kann mit bekannten Werkzeugen und Verfahrensketten aus der Landwirtschaft bzw. aus dem Straßenbau erfolgen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Dicke des Klebstofffilms in Abhängigkeit von der Oberflächenneigung der betreffenden, zu versiegelnden Fläche eingestellt und kann grundsätzlich über die gesamte Halde variieren. Auf diese Weise lässt sich eine Minimierung der eingesetzten Materialmenge an Klebstoff erreichen.
In einem besonders bevorzugten Verfahrensbeispiel vergrößert sich die Dicke des Klebstofffilms mit zunehmender Neigung der Oberflächen. Der Klebstoff verliert nach seiner Vernetzung – dies kann eine Polykondensation, eine Polymerisation, eine Polyaddition oder auch ein Trocknungsprozess sein – seine an der Oberfläche klebrige Eigenschaft und bildet vorzugsweise eine glatte, wenn auch unebene Ablauffläche für Regenwasser. Er ist in der Lage, die auftretenden Dehnungen und Oberflächenspannungen in dem Haldenmaterial zu kompensieren und bleibt dauerelastisch. Das Gerät zum Ausbringen der Beschichtung/Abdeckung auf den Oberflächen der Halde ist bevorzugt als selbstfahrende Arbeitsmaschine ausgebildet und insbesondere schienengeführt. Es weist einen Düsenbalken mit Spritzdüsen (Mittlerer Volumetrischer Tropfendurchmesser MVD > 150 μm) oder Sprühdüsen (Mittlerer Volumetrischer Tropfendurchmesser MVD – 50 μm–150 μm) auf.
Die eingesetzten Zerstäubertypen für den organischen Klebstoff können sowohl hydraulische Zerstäuber, wie Flachstrahldüsen, Hohlkegeldüsen oder andere Düsenbauarten sein. Es kann auch zweckmäßig sein, insbesondere wenn eine weitestgehende Unabhängigkeit des eingestellten Tropfenspektrums von der Düsendurchflussrate angestrebt ist und wenn ein sehr enges Tropfengrößenspektrum des Klebstoffes angestrebt ist, mechanische Zerstäuber an dem Düsenbalken anzuordnen.
Mechanische Zerstäuber weisen rotierende Elemente zum Auftrennen und Zerstäuben eines Klebstoffs auf, wie etwa Zahnscheiben oder Gitterkörbe in deren Inneres die zu zerstäubende Flüssigkeit eingebracht wird und beim Durchtritt durch das Gitter in sehr gleichmäßig große Tropfen zerstäubt wird.
Mechanische Zerstäuber weisen ein engeres Tropfenspektrum als hydraulische Zerstäuber auf. Mit einem erfindungsgemäßen Gerät zum Ausbringen der Abdeckung lassen sich Salzhalden bis ca. 45° Neigungswinkel bearbeiten. Dazu ist in dem Gerät oder der Arbeitsmaschine ein automatischer Niveauausgleich integriert. Das Gerät ist mit einer Vorrichtung zum Vorplanieren ausgerüstet und kann 2–3 t Material aus der Salzhalden-Oberfläche aufnehmen, bevor die Oberfläche anschließend mit dem vernetzenden, organischen Klebstoff versiegelt wird.
Eine Regelungs- und/oder Steuereinrichtung an dem Gerät weist ein Satellitennavigationsmodul zur positionsabhängigen Steuerung der Ausbringmenge und/oder der Zusammensetzung des Klebstofffilmes auf. Die Steuerung übernimmt die Einstellung der Geschwindigkeit und/oder der Fahrrichtung des Geräts über die Oberflächen der Halde.
Die Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, wobei
1 eine teilweise perspektivische Ansicht und einen Querschnitt durch eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und Gerät behandelte Salzhalde,
2 ein Querschnittsprofil einer kegelstumpfförmigen Halde,
3 ein Querschnittsprofil einer kegelförmigen Halde mit einem Gerät zum Ausbringen der Abdeckung
zeigen.
In 1 ist in einer teilweisen perspektivischen Ansicht und einem Querschnitt eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnde salzhaltige Halde 1 gezeigt, die eine, wie in 2 im Profil gezeigte, kegelstumpfartige Gestalt aufweist. Die Halde 1 überragt den Grund 11 auf den sie aufgeschüttet ist um ca. 200 m und hat eine ebene obere Oberfläche 2, die mit einem Böschungswinkel von ca. 35° abfällt und in einen Haldengraben 12 übergeht. Der Haldengraben 12 ist um die gesamte Halde 1 geführt und ausgehoben und liegt unter dem Niveau des Grunds 11. Die Halde 1 ist aus Abraummaterial des Salzbergbaus gebildet und aus einem Gemisch von Erde, Steinen und Salzresten bestehend, wobei dieses Material gegen eindringendes Regenwasser völlig zu schützen ist.
Zu diesem Zweck ist ein Gerät 5, wie dies die 1 und 3 auf einer Oberfläche 2 einer kegelförmigen Halde 1 zeigen, vorgesehen, welches die gesamten Oberflächen 2 mit einem flüssigen, nach seiner Ausbringung vernetzenden Klebstofffilms 3 benetzt.
Das Gerät 5 ist eine selbstfahrende Arbeitsmaschine mit einem Fahrwerk mit Niveauausgleich und weist einen quer zur Fahrtrichtung angeordneten, pendelnd aufgehängten Düsenbalken 6 auf. Der Düsenbalken 6 weist in diskreten Abständen zueinander angeordnete mechanische Korbzerstäuber 13 auf, in deren rotierenden Korb flüssiger, organischer Klebstoff eingebracht wird und zerstäubt, radial den Korb verlässt. Die Korbzerstäuber 13 lassen sich auch mit weiteren Spritz- oder Sprühdüsen 7 an demselben Düsenbalken 6, beispielsweise zur lokalen Aufbringung von Klebstofftropfen mit einem anderen mittleren volumetrischen Durchmesser, MVD, kombinieren.
Das Gerät 5 ist sowohl Spritz- und Sprühgerät 4, als auch mit einer Einrichtung 8 zum Planieren der Oberflächen 2 vor dem Aufbringen des Klebstofffilms 3 versehen. Die Einrichtung 8 zum Planieren kann beispielsweise ein Erdhobel sein, der mit einer Einrichtung zum Aufnehmen von salzhaltiger Erde und Wiederabgabe und Verdichtung von salzhaltiger Erde ausgestattet ist. Ein Satellitennavigationsmodul 10 steuert dabei sowohl die Fahrtrichtung, als auch die lokale Ausbringmenge des organischen Klebstoffes in Verbindung mit einer Regelungs- und/oder Steuereinrichtung 9. Die Regelungs- und/oder Steuereinrichtung 9 übernimmt dabei auch die gleichbleibende Abstandshaltung des Düsenbalkens 6 von den Oberflächen 2 und die exakte Überlappung der einzelnen, in Streifen über die Oberflächen 2 der Halde 1 gesprühten Bahnen des Klebstofffilms. Der Klebstoff vernetzt anschließend und bildet eine klebfreie, äußerst elastische, UV-strahlungs-resistente, wasserdichte Oberfläche der Halde 1.

1: Halde
2: Oberfläche
3: Klebstofffilm
4: Spritz- Sprühgerät
5: Gerät
6: Düsenbalken
7: Spritz- Sprühdüse
8: Einrichtung zum Planieren
9: Regelungs- und/oder Steuereinrichtung
10: Satellitennavigationsmodul
11: Grund
12: Haldengraben
13: Korbzerstäuber

Claims

Verfahren zur Abdeckung von salzhaltigen Halden (1) mit ebenen und/oder geneigten Oberflächen (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufbringen eines vernetzenden Klebstofffilmes (3) aus einem organischen Klebstoff auf die Oberflächen (2) der Halde (1) mittels eines über die Oberflächen (2) verfahrbaren Spritz- oder Sprühgerätes (4) erfolgt.
Verfahren zur Abdeckung von salzhaltigen Halden (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (2) der Halde (1) vor dem Aufbringen des Klebstoffs geglättet und/oder verdichtet werden.
Verfahren zur Abdeckung von salzhaltigen Halden (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Klebstofffilms (3) in Abhängigkeit der Oberflächenneigung variabel ist, wobei die Dicke des Klebstofffilmes (3) sich mit zunehmender Neigung der Oberflächen (2) stetig oder unstetig verändert.
Verfahren zur Abdeckung von salzhaltigen Halden (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Klebstofffilmes (3) mit zunehmender Neigung der Oberflächen (2) vergrößert ist.
Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (5) schienengeführt ist.
Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (5) einen quer zu seiner Hauptfahrtrichtung angeordneten Düsenbalken (6) mit Spritz- oder Sprühdüsen (7) zum Ausbringen des Klebstofffilms (3) aufweist.
Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritz- oder Sprühdüsen (7) mechanische oder hydraulische Zerstäuber sind.
Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (5) mit einer Einrichtung (8) zum Planieren der Oberflächen (2) ausgestattet ist wobei die Einrichtung (8) so an dem Gerät (5) angebracht ist, dass das Planieren als Arbeitsschritt vor dem Aufbringen des Klebstofffilmes (3) erfolgt.
Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (5) eine Regelungs- und/oder Steuereinrichtung (9) mit einem Satellitennavigationsmodul (10) zur positionsabhängigen Steuerung der Ausbringmenge und/oder der Zusammensetzung des Klebstofffilmes (3) aufweist.
Gerät zum Ausbringen der Abdeckung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungs- und/oder Steuereinrichtung (9) die Geschwindigkeit und/oder die Fahrtrichtung des Geräts (5) über der Oberfläche (2) der Halde (1) steuert.