DE4039016A1

DE4039016A1 - Gefrierdamm-wasserzufuhrschutz fuer tagebaue

Info

Publication number: DE4039016A1
Application number: DE19904039016
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: THOLL JUERGEN DIPL ING
Current assignee: THOLL JUERGEN DIPL ING
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1992-08-27

Description

Stand der Technik

Tagebaue mit Grundwasserzufluß werden ca. seit der Jahrhundertwende betrieben. Den Schutz vor Wasserzufluß gewährt das Grundwasser-Absenkungsverfahren im Prinzip durch Abpumpen.

Mit dem "Gefrierdamm-Wasserzufuhrschutz für Tagebaue" wird mittels einer Galerie von Kühlaggregaten entlang der Tagebauränder die Wasserzufuhr in Tagebaue eingefroren und entsprechend den geologischen und hydrogeologischen Voraussetzungen gestaut und umgeleitet.

Man beginnt damit, einen Gefrierkörper, an dem vom Grundwasserzufluß betroffenen Tagebaurand mittels Gefrierbohrungen (mit umlaufendem Kältemittel im Bohrungsgestänge) einzurichten. Nach Errichtung eines Gefrierstaudammes, wird entsprechend der Beobachtung des Stauverhaltens und der Abflußrichtungen das Grundwasser der Gefrierkörper in der Höhe, in Wasserzuflußrichtung auf die Tagebauränder und auf den von Wasserrücklauf bedrohten Tagebaurand ausgeweitet, bis auf den aus Kontrollbohrungen ermittelten Nachrichten hervorgeht, daß keine Einbruchsgefahr von Grundwasser mehr besteht. Entsprechend dem Aufbau des Gefrierkörpers werden die Pumpen der Wasserhaltung heruntergefahren und abgeschaltet. Mögliche Nebenerscheinungen, wie z. B. das unerwünschte Verbinden von grundwasserführenden Schichten oder das Auftreten eines Staudruckes über der ganzen Tagebaubreite mit der Möglichkeit des Grundwasseraustritts an der Erdoberfläche, machen ein Restabpumpen von Grundwasser notwendig.

Das Verfahren wird um die gesamte Tagebaufläche durch den Einsatz von Pumpen angewandt und bewirkt einen Grundwassersenkungskegel, der das Gebiet um den Tagebau betrifft und bis in eine Teufe führt, so daß auch im Tagebautiefsten nicht mehr durch Liegendwasserzuflüsse irgendwelche Nutzungseinschränkungen auftreten können. (Quelle: Van Nostrand′s Scientific Encyclopedia (Fifth Edition) Kohlegewinnung im Tagebau, S. 2266, deutsche Übersetzung, Verlag Moderne Industrie, München, 1979).

Stand der Technik sind weiterhin Dichtungswände, eine gesteuerte Ent- und Bewässerungstechnologie, die aus dem Pumpverfahren stammt und abflußseitig mit Sickerbrunnen versehen ist, sowie für kleinere Erdaushebungen z. B. Schachtvortriebe oder Baugruben, Abdichtungen durch Vereisung. (Siehe: DE-Zeitschrift "TIS", 1985, Heft 6, Seiten 325 bis 327).

Dichtungswände bestehen aus einem einmal festgelegten dreidimensionalen Aufbau eines gebundenen Verfüllungsmaterials (z. B. Beton). Dichtungswände ähneln am meisten in ihren Eigenschaften denen des hier vorgestellten technischen Verfahrens, haben jedoch auch signifikante Unterschiede. (Siehe: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1987, 7.2.3.3, Dichtungswände als Element der Abriegelung).

Bodenstabilisierung und Abdichtung durch Vereisung gleichen dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Verfahren (Gernot Kotte, Berufsförderungswerk des Deutschen Baugewerbes, Dortmund).

Problem

Der in dem Anspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß weit in das Hinterland von Tagebaubetrieben hinein Verödungserscheinungen auftreten und daß durch die ungeheure Menge zu fördernden Wassers immense Anlagen für den Wassertransport errichtet werden müssen.

Diese Probleme werden mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung

Mit der Erfindung wird erreicht, daß

- der Wasserzufluß in Festgesteins- oder Lockergesteinstagebaue verhindert wird,
- das Grundwasser seinen im Tagebauhinterland üblichen Spiegel behält und die sog. Hinterlandverödung nicht auftritt,
- landwirtschaftliche und fortwirtschaftliche Nutzung in den Gebieten um die Tagebaue, während des Tagebaues möglich bleibt,
- kein Grundwassersenkungskegel entsteht, sondern die natürlichen Veränderungen des Grundwasserspiegels auftreten können,
- grundwasserführende Schichten nicht verbunden werden,
- das Vollaufen des Tagebaus nicht mehr durch umfangreiche Brunnengalerien und Entwässerungsstrecken (manchmal in Form ganzer Vorfluterkanäle) verhindert werden muß.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung ist beispielhaft in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Es zeigt

Zeichnung 1 die Übersicht über ein Tagebaugebiet mit Grundwasserzufluß und Dammkörper,

Zeichnung 2 den Querschnitt eines Tagebaugebietes mit einem Gefrierkörper und mgl. Bodenzusammensetzungen.

In den Zeichnungen ist ein Tagebau abgebildet in aufseitiger und querseitiger Darstellung.

In Zeichnung 1 wird ein über Eck kommender Grundwasserzulauf angenommen.

Der Querschnitt in Zeichnung 2 zeigt die unterschiedliche Größe des Gefrierkörpers (bzw. des als Gefrierkörper dargestellten Damms).

Claims

Wasserzufuhrschutz für einen Tagebau, bestehend aus einem Damm, der auf allen Wasserzufuhrseiten des Tagebaus entsprechend den geologischen und hydrogeologischen Verhältnissen im Tagebauumfeld eingebracht ist und den Wasserzufluß abgeriegelt, aufstaut, umleitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Damm ein Gefrierkörper ist, der durch Vereisung von mit einem Kältemittel durchströmten Bohrungen erzeugt ist.