DE4337730A1 - Verfahren zum Abdecken und Rekultivieren von Salzhalden unter Verwendung von Bauschuttfraktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdeckung von Salzhalden für eine nachfolgende Rekultivierung, wobei als Abdeckmaterial Bodenaushub und Bauschutt verwendet wird.

Es besteht ein generelles Bestreben, die oft unansehnlichen Überreste industrieller und bergbaulicher Tätigkeiten abzudecken zu begrünen und so der Landschaft besser anzupassen oder einer besonderen Funktion im Naherholungsbereich zuzuführen. Im allgemeinen gibt es kaum Probleme rein technischer Art. Bei aufgehaldeten Salzen, wie z. B. den Rückstandshalden der Kaliindustrie, liegen voll befriedigende Lösungen bisher nicht vor.

Seit Jahren gibt es Bestrebungen und Studien, Halden zu begrünen; so wurde vorgeschlagen, die Halde zunächst mit Kunststoffolien abzudecken oder mit alten Autoreifen eine stabile Unterlage zu schaffen, jedoch haben sich diese Methoden in der Praxis nicht durchsetzen können, da ihre Langzeitwirkung nicht ausreichend war.

In diesem Zusammenhang ist der Bereich der Arbeitsgruppe "Haldenbegrünung" vom September 1983 zu nennen: "Stand der Untersuchungen zur Begrünung von Rückstandshalden (Zehnjahresbericht)". Einen zusammenfassenden Überblick gibt auch die Veröffentlichung "Stand der Untersuchtungen zur Begrünung von Rückstandshalden der Kaliindustrie" in "Kali und Steinsalz", Band 8, (1983), Heft 12, Seite 406.

In der DE-PS 39 25 953 wird vorgeschlagen, die Halde zur Sanierung mit einer geschlossenen Schicht von abbindefähigem Material zu bedecken, wobei die Schicht zum überwiegenden Teil aus Calziumsulfat bestehen soll.

Darüber hinaus ist aus dieser Schrift bekannt, als Abdeckmaterial Bodenaushub und Bauschutt zu verwenden, wobei aus dieser Literaturstelle jedoch nicht zu entnehmen ist, wie zu verhindern ist, daß in die Deckschicht, die die Pflanzen tragen, salzhaltige Abwässer eindringen.

Bei dünnen Deckschichten, die sich der Geometrie der Salzhalde anpassen, besteht die Gefahr des Abgleitens, da geeignete Abdeckmaterialien im Vergleich zu Salz in der Regel deutlich abweichende bodenmechanische Eigenschaften haben. Dieser Unterschied ist äußerlich erkennbar an den technisch machbaren Böschungswinkeln normaler Böden einerseits und denen der Salzhalden andererseits.

Der Erfindung liegt die daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren derart weiterzubilden, daß hiermit eine standfeste Haldenabdeckung ermöglicht wird, die eine Rekultivierung der Halde mit Pflanzen ermöglicht, wobei sichergestellt sein soll, daß keine salzhaltigen Wässer in die die Pflanzen tragende Deckschicht eindringen können.

Aus dieser Aufgabe werden folgende Problemstellungen abgeleitet:

• - Für eine Salzhalde mittlerer Größe, z. B. 10-15 Mio m³, werden - abhängig von der vorhandenen Haldengeometrie - bis zu 15 Mio m³ Abdeckmaterial benötigt. Diese Mengen müssen in einem vertretbaren Zeitrahmen dargestellt werden können.
• - Die Abwicklung einer derartigen Maßnahme dauert viele Jahre. In jeder Phase der Aufschüttung müssen die Funktionen: Standfestigkeit, Zufahrt zur Einbaustelle, Oberflächenentwässerung und getrennte Ableitung der versalzenen und nicht versalzenen Wässer gewährleistet sein.
• - Bei der Verwendung unsortierten Aushubbodens müssen stets größere Partien bindigen, stark wasserhaltenden Materials eingebaut werden. Trotzdem darf es nicht zu einem Wasserstau in der Salzhalde oder im Abdeckmaterial kommen.
• - Die Abdeckung einer Salzhalde verringert in erheblichem Umfang die Wassermenge, die mit dem Salz in Kontakt tritt. Ganz vermeiden läßt sich dieser Kontakt nicht. Demnach wird es auch nach der Abdeckung Lösungserscheinungen und damit verbunden eine langsame Schrumpfung des Salzkörpers geben. Das Entwässerungssystem des Erdkörpers muß auch bei dadurch verursachten Verformungen seine Funktionsfähigkeit behalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Fraktion aus grobkörnigem Gut als Kontaktschicht (erste Schicht) auf die Halde aufgebracht wird und daß in einem zweiten Schritt auf diese Kontaktschicht eine Mischung aus Bodenaushub und Bauschutt (zweite Schicht) aufgebracht wird.

Bauschutt und Bodenaushub fallen in nahezu unbegrenzter Menge an; problematisch ist zwischenzeitlich die Lagerung von Bauschutt und Bodenaushub an gesicherten und erlaubten Plätzen. Es wird vielfach immer schwieriger, für derartige Zwecke geeignete Deponien zu finden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können große Mengen Bauschutt und Bodenaushub einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden.

Nach einem besonderen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Fraktion aus grobkörnigem Gut eine Körnung von etwa 1-60 mm auf. Durch die relativ grobe Körnung dieser ersten Schicht wird zum einen eine Drainwirkung erzielt, zum anderen besitzt sie kapillarbrechende Eigenschaften, d. h. es wird verhindert, daß salzhaltiges Wasser aus der Halde in die darüberliegende zweite Schicht, bestehend aus der Mischung aus Bodenaushub und Bauschutt, eindringt und den auf dieser Schicht wachsenden Pflanzen schadet. In Versuchen hat sich gezeigt, daß diese erste Schicht auf der Haldenoberfläche mit einer Dicke von 50 cm ausreichend bemessen ist, um eine Drainwirkung bzw. kapillarbrechende Wirkung zu erzielen.

An den Haldenflanken ist aus Gründen der Einbautechnik und zur Sicherstellung der Langzeitwirkung eine Schichtdicke der ersten Schicht von mindestens 3 m vorgesehen, um auch hier eine entsprechende Drainwirkung zu erzielen.

Die zweite Schicht, die aus einer Mischung aus Bodenaushub und Bauschutt besteht, wird, um den daraufwachsenden Pflanzen ausreichend Boden zum Wurzeln zur Verfügung zu stellen, in einer Dicke von mindestens 3 m auf die erste Schicht aufgebracht. Hierbei weist der Bauschutt, der mit dem Bodenaushub vermischt ist, eine Körnung von unter einem Millimeter auf.

Eine weitere Aufgabe dieser zweiten Schicht besteht darin, die witterungsabhängige Umkristallisation der Haldenoberfläche weitestgehend zu unterbinden und das oberflächlich anstehende Salz durch Auflast zu verdichten.

Denn bei 3 m Tiefe und mehr herrscht ganzjährig eine annähernd konstante Temperatur. Damit sind die Voraussetzungen geschaffen, die sich die verkarstete "Haut" der Salzhalde, die ohne Abdeckung mit dem Niederschlagswasser intensiv in Verbindung stand, ähnlich wie das Haldeninnere zu einem festen Salzgestein mit nur noch geringer reaktiver Oberfläche umbilden kann. Die Umkristallisation wird auch dadurch verringert, daß durch die Deckschicht nur noch geringe Mengen an Niederschlag gelagen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die grobkörnige Fraktion ebenfalls aus Bauschutt, wobei zur Herstellung der gewünschten Körnung, 1-60 mm, der Bauschutt vor der eigentlichen Aufarbeitung abgesiebt wird.

Bei diesem Siebvorgang entsteht auch die entsprechende Menge Feinkorn unter einem Millimeter, die dann dem Bodenaushub zur Herstellung des Materials für die zweite Schicht beigemengt wird.

Der Aufbau einer derartigen Abdeckung für eine Salzhalde stellt sich wie folgt dar:

Am Fuße einer Salzhalde wird ein Basis-Streifen in einer Breite, die abhängig von vorhandener Haldengeometrie, den Eigenschaften der Aufstandsflächen und des zur Abdeckung verwendeten Erdstoffes festgelegt wird, mit einer Fraktion aus grobkörnigem Gut (1-60 mm), vorzugsweise bestehend aus Bauschutt, belegt und verdichtet.

Die Dicke dieser Schicht muß die Abführung des Wassers aus dem Inneren des aus Salz und Abdeckmaterial bestehenden Körpers in jeder Phase, d. h. insbesondere auch nach Abschluß der Gesamtmaßnahme, gewährleisten.

In einem weiteren Schritt wird auf dem Basismaterial eine Mischung aus Bodenaushub und Bauschutt mit einer Steigung von etwa 10% tangential zum Haldenfuß in 0,5 m dicken Schichten aufgebracht und verdichtet. In vertikalen Abständen von ca. 10 m wird grobkörniges Gut mit einer Körnung von 1-60 mm in einer Dicke von ca. 0,5-1 m als Drainageschicht eingebaut, wobei das Gefälle der Drainageschichten derart gewählt ist, daß in die Kontaktschicht an den Haldenflanken entwässert wird. Vor dem Abdecken der Haldenoberfläche ist diese derart zu konditionieren, daß jeder Punkt mit mindestens 2% Gefälle zum Haldenäußeren entwässert wird, d. h., daß Mulden, die sich über Jahrzehnte hinweg in unregelmäßiger Weise auf der Haldenoberfläche gebildet haben, mit Haldenmaterial zugeschüttet werden, damit sich keine Wasser- bzw. Lösungsansammlungen bilden können mit der Gefahr, daß diese Flüssigkeiten in die Deckschicht aus Bodenaushub und feinem Bauschutt aufsteigen oder Wasserwegsamkeiten im Salz aufbauen mit der Gefahr lokaler Salzlösung.

Anhand der Zeichnungen wird nachstehend der Vorgang der Haldenabdeckung beispielhaft näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Schnitt einer Halde;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht, wobei der Aufbau der Abdeckung erkennbar ist;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine vollständig abgedeckte Halde.

Der Aufbau der Abdeckung einer Halde 1 erfolgt in nachstehend aufgeführten Arbeitsschritten (Fig. 1). Die Kontaktfraktion (1-60 mm) aus dem Bauschutt wird zunächst am Fuße 2 der Halde in einer Breite und Schichtdicke ausgebracht (Basisstreifen 3), die die Geometrie der abzudeckenden Salzhalde und die bodenmechanischen Eigenschaften der Aufstandsfläche sowie des Abbruchmaterials im Hinblick auf Standfestigkeit und Wasserleitungsvermögen berücksichtigt. Die Haldenflanke selbst wird mit diesem Material in einer ca. 3 m breiten Schicht 4 belegt. Auf der Haldenoberfläche braucht diese Schicht 4 nur ca. 0,5 m dick zu sein.

Auf diesem wasserdurchlässigen, kapillarbrechenden Untergrund wird die Mischung aus Bodenaushub und feinkörnigem Bauschutt (5) aufgebracht.

Hierbei entsteht anfangs ein prismaähnliches Gebilde (8), das vom Haldenfuß parallel zur Halde in einer Steigung von etwa 10% am Ende die Höhe von etwa 10 m erreicht.

Der Bodenaushub wird verdichtet und dient dann gleichzeitig als Fahrfläche. Auf einer solchen Basis werden nach erdbaulichen Gesichtspunkten jeweils weitere ca. 50 cm starke Lagen aufgebracht und verdichtet, wobei immer eine Steigung von 10% tangential zum Haldenfuß und 2-4% radial dazu aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wächst die Abdeckung allmählich immer höher und überdeckt die Halde schließlich vollkommen (Fig. 2). Zwischen den Schichten 5 befinden sich radial umlaufend Drainageschichten 7 mit einer Dicke von 50-100 cm und einer Gutkörnung von 1-60 mm, wie der der Kontaktfraktion.

Am Rande verbleiben im Höhenabstand von höchstens 25 m sogenannte Bermen 6, die als Fahrstraße und als Zugang zum Haldenkopf dienen und von denen später auch die Begrünung der Haldenfläche vorgenommen werden kann. Nach Abschluß der Bedeckung erhält die Halde dann eine Konfiguration wie in Fig. 3 als Draufsicht angedeutet.

Die Niederschläge werden weitestgehend von der Vegetation festgehalten bzw. verdunsten, so daß kaum noch Feuchtigkeit an den Salzkörper herankommt. Etwaige durchtretende Feuchtigkeitsmengen können über die wasserdurchlässige kapillarbrechende Kontaktschicht ablaufen. Der Anfall von salzhaltigen Sickerwässern wird auf ein Minimum beschränkt sein.

Claims (12)

1. Verfahren zur Abdeckung von Salzhalden für eine nachfolgende Rekultivierung, wobei als Abdeckmaterial Bodenaushub und Bauschutt verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fraktion aus grobkörnigem Gut als Kontaktschicht (erste Schicht; 4) auf die Halde aufgebracht wird, und daß in einem zweiten Schritt auf diese Kontaktschicht eine Mischung aus Bodenaushub und Bauschutt (zweite Schicht 5) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion aus grobkörnigem Gut (Kontaktschicht) eine Körnung von etwa 1-60 mm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (4) auf der Haldenoberfläche in einer Schichtdicke von mindestens 50 cm aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (4) an den Haldenflanken in einer Breite von mindestens 3 m aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauschutt zur Verwendung mit dem Bodenaushub eine Körnung von unter 1 mm aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (5) auf der Halde vertikal mindestens 3 m dick aufliegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Fuße (2) der Salzhalde ein Basis-Streifen (3) aus einer Fraktion grobkörnigen Gutes (1-60 mm) mit einer solchen Breite und einer Dicke belegt und verdichtet wird, daß Sickerwässer aus der Kontaktschicht stets nach außen abgeführt werden können.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Basis-Steifen (3) eine Mischung aus Bodenaushub und Bauschutt mit einer Steigung von etwa 10% tangetial zum Fuß der Halde (1) aufgebracht und verdichtet wird, wonach rüchschreitend jeweils weitere Schichten von je etwa 0,5 m Dicke aufgebracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenaushub mit 2-4% Neigung radial zur Halde eingebaut wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in vertikalen Abständen von ca. 10 m grobkörniges Gut mit einer Körnung von 1-60 mm in einer Dicke von ca. 0,50-1,0 m als Drainageschicht eingebaut wird, und zwar so, daß sie in die Kontaktschicht an den Haldenflanken entwässern.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Haldenoberfläche so angelegt ist, daß jeder Punkt der Haldenoberfläche mit mindestens 2% Gefälle zum Haldenäußeren entwässert wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion des grobkörnigen Gutes aus Bauschutt besteht, wobei zur Herstellung der gewünschten Körnung von 1-60 mm der Bauschutt vor der Aufarbeitung zu Recycling-Material abgesiebt wird.