Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania zwalowisk odpadów przemyslowych zwlaszcza kar- ooAsksch w strefie stopniowego podtapiania terenu wskutek osiadan. Sposób zapewnia ochrone przed za¬ nieczyszczeniem wód gruntowych przez zwiazki roz¬ puszczalne wyplukiwane z podtopionego materialu odpadowego* jak równiez ochrone terenów poza obre¬ bem zwalowiska od podtopienia przez wody naply¬ wajace z powstajacego pod zwalem zalewiska.Zwalowiska odpadów przemyslowych zwlaszcza kar- bonskich w wieht wypadkach lokalizuje sie fia tere¬ nach zagrozonych przez osiadania w wyniku eksploa¬ tacji górniczej. Wskutek tego stopa zwalowiska pier¬ wotnie uformowana Jako ^sucha" przy odpowiednich warunkach hydrogeologicznych terenu (istnienie warstw przepuszczalnych nad horyzontem wodonosnym, osia- ?danie ponizej poziomu wód gruntowych) ulega stop¬ niowemu podtopteniu przez wody gruntowe.W wyniku bezposredniego kontaktu wód grunto¬ wych z- materialem odpadowym nastepuje zanieczysz¬ czenie tych wód przez zwiazki rozpuszczalne lugowa¬ ne z podtapianego materialu.Przy prawidlowym zabezpieczeniu bryly zwalowiska przed pionowym przesiakaniem, opadów atmosferycz¬ ny^ co mozna osiagnac przez zastosowanie drenazu pedpowierzchniowego na wierzchowinie oraz uszczel¬ nianie zwalowiska poprzez formowanie warstwami zageszczonymi mechanicznie, zródlem zanieczyszcze¬ nia wód gruntowych bedzie wylacznie warstwa przy stopie zwafowfska bezposrednio kontaktujaca sie z woda w wyniku stopniowego podtapiania* W wyniku osiadan terenu moze naslaplc zalanie terenu równiez poza obrebem zwalowiska. 5 Tworzenie sie zalewisk pod stopa zwalowiska poza jego obrebem stwarza niebezpieczenstwo zanieczyszcze¬ nia tych wód równiez przez splywy ze skarp zwalo¬ wiska, O ile w strefie przewidywanego' podtopienia poza obrebem zwalowiska znajduja sie tereny zabu- w dowane* wzglednie grunty uzytkowane rolniczo lub do innych celów gospodarczych, powstaje równiez koniecznosc ochrony tych terenów przed zalaniem.W dotychczasowej praktyce nie stosuje sie zadnego zabezpieczenia wód gruntowych przed zanieczyszcze^ M niem przez zwiazki rozpuszczalne lugowane ze zwalo¬ wiska w strefie sukcesywnego podtapiania w wyniku osiada*.Jedynym stosowanym rozwiazaniem je&t ewentual¬ na rezygnacja z lokalizacji zwalowiska na obszarze 2* spodziewanego podtopienia i zajecie pod zwalowisko terenów czestokroc mniej odpowiednich ze wzgledu na lokalizacje lub dotychczasowe uzytkowanie* Natomiast ochrona terenów przed zatopieniem spro¬ wadza sie do bardzo kosztownych zabiegów, jak bu- 29 dowa walów ochronnych oraz wymuszone odwadnia¬ nie teienu polegajace na stalym odpomp-iwyw «niu d oplywajacej wody* Celem wynalazku jest zastosowanie skutecznej ochro¬ ny wód gruntowych przed zanieczyszczeniem przez 3» zwiazki rozpuszczalne lugowane z materialu odpado- 124 959124 959 a wego przy sukcesywnym podtapianiu stopy zwalowiska w wyniku osiadan, jak równiez wykorzystanie zwalo¬ wiska do ochrony terenów poza jego obrebem od za¬ topienia. Umozliwi to lokalizacje zwalowiska _w stre¬ fie stopniowego podtopienia bez zagrozenia jakosci wód gruntowych, oraz pozwoli na rezygnacje z bu¬ dowy specjalnych kosztownych urzadzen ochronnych dla terenów uzytkowanycn gospodarczo a zagrozo¬ nych podtopieniem.Cel wedlug wynalazku osiagnieto przez wymuszona porcjowa jednokrotna wymiane wody w kolejnych warstwach zwalowiska ulegajacych podtopieniu w wy¬ niku o^ia^an wciagu okreslonego czasu jak równiez przazj firmowanie C Strefie podtopienia zewnetrznego plaszcza zwalowiska : o podwyzszonej szczelnosci, spelniajacego role walu ochronnego dla terenów za¬ grozonych* podtopieniem przez wody naplywajace od strony gwalowjaW—IJ Koncepcja zabezpieczenia jakosci wód gruntowych opiera sie na nastepujacych zasadniczych przeslan¬ kach: Proces podtapiania odbywa sie stopniowo w ciagu wieloletniego okresu równolegle z obnizaniem sie terenu. Z ta sama szybkoscia zanurzaja sie pod wode nowe partie materialu odpadowego ruchem piono¬ wynv od góry ku dolowi. Przejscie do wody zwiaz¬ ków rozpuszczalnych odbywa sie prawie natychmiast po podtopieniu warstwy materialu odpadowego, po czym odpady te zasadniczo staja sie nieszkodliwe dla jakosci wody ze wzgledu na brak warunków do two¬ rzenia sie nowych ladunków zwiazków rozpuszczal¬ nych (w odpadach karbonskich miedzy innymi ze wzgledu na brak warunków do utleniania pirytu).Ilosc wody w warstwie podtopionej zwalowiska jest ograniczona do swobodnej przestrzeni miedzy ziarna¬ mi i wody sortowanej przez odpady, przy czym wy¬ mianie podlega woda zawarta pomiedzy ziarnami, co wydatnie ogranicza jej ilosc w porównaniu z otwar¬ tym zalewiskiem.Jednokrotna wymiane wody w ilosci T.Ah.v w warstwie podtopionej w okresie T przy wielkosci osia¬ dania w jednostce czasu równej Ah oraz zawartosci wody miedzyziarnowej w jednostce objetosci zwalo¬ wiska v realizuje sie poprzez jej wymuszone odprowa¬ dzenie poza obreb zwalowiska przez system wewnet¬ rznych rowów opaskowych i zbiornik retencyjny lub bezposrednio do rurociagu wód slonych, kanalizacji przemyslowej lub do najblizszego odbiornika przy spelnieniu wymagania koniecznego stopnia rozcien¬ czenia.W przypadku, gdy poziom ustalonego zwierciadla wody pod zwalowiskiem jest nizszy od poziomu te¬ renu poza obrebem zwalowiska, nie zachodzi koniecz¬ nosc ochrony terenów poza obrebem zwalowiska przed zalaniem, a konieczne zabiegi ograniczaja sie do ochro¬ ny jakosci wód gruntowych.Wymiane wody w górnej warstwie pod ustalonym zwierciadlem wód gruntowych dokonuje sie przez za¬ lozenie na tarasie skarpy lub przy stopie zwalowiska na czesci jego obwodu zgodnie z kierunkiem ruchu wód gruntowych pionowych zafiltrowanych studni rurowych. Wewnetrzna srednica rur perforowanych wynosi co najmniej 150 mm, zas granulacja materialu filtracyjnego powinna byc dobrana tak aby zapobie- 4 gala wymywaniu czastek ilowych z odpadów do fil¬ tru.Zastosowanie studzien pionowych zabezpiecza przed ich ewentualnym zniszczeniem przy przemieszczaniu 5 sie warstw odpadów w zwalowisku w wyniku osiadan.Bardziej korzystne ze wzgledu na warunki odwad¬ niania warstwy jest usytuowanie studni na tarasie zwa¬ lowiska. Umozliwia to ograniczenie zasiegu leja de¬ presji do obszaru w obrebie zwalowiska. Ilosc studni* ich wydajnosc oraz wysokosc i poziom zafiltrowania powinny umozliwiac odprowadzenie wcdy w ilosci T.Ah.v w okresie T z górnej warstwy o miazszosci T.Ah ponizej poziomu ustalonego zwierciadla wody pod zwalowiskiem. Jednorazowa wymiana wody w kaz¬ dej kolejnej warstwie ulegajacej podtopieniu zapewni stale utrzymywanie niskiej mineralizacji wód w cale) objetosci zalewiska pod zwalem oraz calkowity brak niebezpieczenstwa istotnego wzrostu mineralizacji wód gruntowych kontaktujacych sie z odpadami bezpo¬ srednio pod zwalowiskiem i w jego najblizszym sa-* siedztwie., Kontrola wydajnosci pomp odbywa sie przez stala automatyczna lub okresowa kontrole mineralizacji wycieku za pomoca pomiaru przewodnictwa (kondukto- metrycznie) na wyplywie z pomp. Po osiagnieciu do¬ puszczalnego poziomu przewodnictwa nastepuje auto¬ matyczne wylaczenie pracy pomp i ponowne ich wla¬ czenie po okreslonym czasie. Czas pracy pomp i okres miedzy pompowaniami wyznacza sie dla kazdego obiek¬ tu w zaleznosci od szybkosci podtapiania i zmian mi¬ neralizacji.Studnie odwadniajace moga byc wykonane po roz¬ poczeciu procesu podtapiania zwalowiska po zakon¬ czeniu procesu osiadania. Wraz z zakonczeniem wy¬ miany wody studnie szczelnie sie plombuje.W przypadku, gdy poziom ustalonego zwierciadla wody pod zwalowiskiem jest wyzszy od poziomu te¬ renu poza obrebem zwalowiska, zachodzi równiez koniecznosc ochrony terenów poza obrebem zwalowis¬ ka przed podtopieniem. Jezeli podtopienie nastepuje w wyniku doplywu wody od zwalowiska, zabezpie¬ czenie terenów przed zalaniem dokonuje sie przez1 wykonanie dolnej czesci zewnetrznego plaszcza zwa¬ lowiska znajdujacej sie w strefie podtopienia jako nie¬ przepuszczalnej na wysokosc wieksza od maksymal¬ nego spodziewanego poziomu podtopienia. O ile za¬ geszczony mechanicznie warstwami o minimalnej gru¬ bosci 0,3 m material nie spelnia wymagan nieprzepusz- czalnosci (k<10-6cm/s), przy budowie zewnetrznego plaszcza zwalowiska od strony wewnetrznej wykonu¬ je sie wkladke z materialu nieprzepuszczalnego, np. ciezkiej gliny o grubosci 3 m. Przy stopie zwalo¬ wiska uklada sie warstwe drenujaca z materialu filtra¬ cyjnego lub drenaz z odplywem do zewnetrznego ro¬ wu opaskowego. Tak uformowany zewnetrzny plaszcz zwalowiska w strefie podtopienia spelnia role walu ochronnego dla terenów polozonych poza obrebem zwalowiska i skutecznie chroni je przed zalaniem przez wody naplywajace od strony zwalowiska. W tym przy¬ padku wyloty pionowych studni rurowych do wy¬ miany wody w górnej warstwie zwalowiska rozmiesz¬ cza sie na tarasie zwalowiska. Grawitacyjne odprowa¬ dzanie wody z górnej warstwy zalewiska pod zwalem jest utrudnione ze wzgledu na pionowe przemieszcza¬ nie sie warstw odpadów i osiadanie oraz ewentualna 15 20 25 30 35 40 45 60 55 60124 959 6 deformacje pr2ewodów ulozonych w plaszczyznie blis¬ kiej do poziomu.Wynalazek jest dokladniej opisany na przykladzie wykonania w zwiazku z rysunkiem na którym fig. 1 i 2 przedstawia rozwiazanie zabezpieczenia jakosci wód gruntowych pod zwalowiskiem. Fig. 3 przedsta¬ wia równiez sposób formowania zewnetrznego plasz¬ cza zwalowiska 1 w przypadku gdy poziom ustalonego zwierciadla wody 2 pcd zwalowiskiem jest wyzszy od otaczajacego terenu.Pionowe studnie rurowe 3 o srednicy 150 mm roz¬ mieszcza sie na obwodzie bryly zwalowiska z wylo¬ tem na tarasie (fig. 1 i 3) lub przy stopie zwalowiska (fig. 2) na odplywie wód gruntowych spod zwalowiska.Studnie 3 zafiltrowuje sie do glebokosci umozliwiaja¬ cej odprowadzenie wody w okresie T z górnej warstwy wody 4 w zalewisku 5 pod zwalem. Miazszosc odwod¬ nionej warstwy 4 wynosi T.Ah, zas ilosc wody do wy¬ miany wynosi T.Ah.v, gdzie Ah — jednostkowa ilosc wody miedzyziarnowej.Laczna wydajnosc wszystkich studni 3 i pomp 6 powinna zapewniac wymiane wody z warstwy 4 przy intensywnosci pompowania zblizonej do intensyw¬ nosci podtapiania odpadów. Kontrola pracy pomp 6 odbywa sie przez automatyczna konduktometryczna kontrole mineralizacji wody na wylocie 7 z pomp.Po osiagnieciu dopuszczalnego poziomu przewod¬ nictwa nastepuje automatyczne wylaczenie pracy pomp 6 i ponowne ich wlaczenie po okresie czasu zaleznym od szybkosci podtapiania odpadów i zmian minerali¬ zacji.Ze wzgledu na mozliwosc pionowego przemieszcza- . nia sie studni rurowej 3 w wyniku osiadania, dlugosc zafiltrowanego odcinka 8 studni rurowej 3 powinna uwzgledniac maksymalne jej pionowe przemieszcza¬ nie w stosunku do poziomu swobodnego zwierciadla wody 2 pod zwalowiskiem. Wode ze studni 3 odpro¬ wadza sie do rowu zbiorczego 9 o szczelnych scian¬ kach na tarasie zwalowiska, a stad grawitacyjnie prze¬ wodami 10 do wewnetrznego pierscienia rowów opas¬ kowych 11 przy stopie zwalowiska (fig. 1 i 3).Przy usytuowaniu studni rurowych 3 przy stopie zwalowiska wode odpompowywana ze studni 3 odpro¬ wadza sie bezposrednio do wewnetrznego pierscienia rowów opaskowych 11 o szczelnych sciankach. Stad wode kieruje sie do rurociagu wód slonych, kanali¬ zacji przemyslowej wzglednie stale lub porcjowo po¬ przez zbiornik retencyjny do najblizszego odbiornika w zaleznosci od jego zdolnosci rozcienczajacej.Studnie rurowe 3 zaklada sie po rozpoczeciu proce¬ su podtapiania stopy zwalowiska. Po zal.cnczeniu osia¬ dania terenu pompy 6 sie wylacza a studnie 3 plombu¬ je sie hermetycznie.Fig. 3 przedstawia równiez sposób formowania zew¬ netrznego plaszcza 1 zwalowiska w strefie podtopie- nia. Formuje sie go zageszczonymi mechanicznie warstwami 12 o grubosci ^0,3 m i wspólczynniku filtracji k<10—6 cm/s, ze spadkiem w kierunku zew¬ netrznym i ^2%. Jezeli uformowane w podany spo¬ sób warstwy nie spelniaja wymagania nieprzepuszczal- nosci (k<10-6 cm3/s), od strony wewnetrznej plaszcza 10 25 30 35 40 45 50 55 60 1 zwalowiska formuje sie wkladke 13 z materialu nie¬ przepuszczalnego np. ciezkiej gliny o grubosci 3 m na wysokosc wieksza od maksymalnego poziomu podto- pienia przy uwzglednieniu osiadania docelowego. Przy stopie zwalowiska uklada sie warstwe drenujaca 14 z materialu filtracyjnego lub drenaz z odprowadzeniem do wewnetrznego pierscienia rowów opaskowych 11.Tak uformowany zewnetrzny plaszcz 1 zwalowiska bedzie spelnial funkcje walu ochronnego dla terenów poza obrebem zwalowiska zagrozonych podtopieniem przez wode naplywajaca cd strony zwalowiska. 15 20 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób formowania zwalowiska odpadów prze¬ myslowych zwlaszcza karbonskich w strefie stopnio¬ wego podtapiania terenu w wyniku osiadan, znamien¬ ny tym, ze w kolejnych warstwach zwalowiska ule¬ gajacych podtopieniu stosuje sie jednokrotna wymu¬ szona wymiane wody miedzyziarnowej przez zaloze¬ nie pionowych zafiltrowanych studni rurowych (3) w bryle zwalowiska przy krawedzi zewnetrznej lub przy stopie zwalowiska na glebokosc umozliwiajaca odpompowanie wody z górnej warstwy (4) ponizej ustalonego zwierciadla wedy (2) pod zwalowiskiem z wydajnoscia odpowiadajaca intensywnosci osiada¬ nia terenu i podtapiania kolejnych warstw zwalowiska. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wode z warstwy (4) cdpompowana ze studni (3) od¬ prowadza sie grawitacyjnie do wewnetrznego pierscie¬ nia rowów opaskowych (11) o szczelnych sciankach, bezposrednio lub poprzez zbiorczy rów (9) na tara¬ sie zwalowiska, a nastepnie do rurociagu wód slonych, kanalizacji przemyslowej lub do najblizszego zbior¬ nika przy zachowaniu niezbednego stopnia rozcien¬ czenia. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze intensywnosc pompowania ze studni (3) i okres pracy pomp (6) reguluje sie przez konduktometrycz- ny pomiar przewodnictwa wody na wylocie (7). 4. Sposób^ wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, ze studnie (3) zaklada sie po rozpoczeciu procesu podtapiania stopy zwalowiska, zas po zakonczeniu procesu 'osiadania terenu studnie (3) hermetycznie sie plombuje. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku zagrozenia podtopieniem czesci terenu poza obrebem zwalowiska przez wody naplywajace od strony zwalowiska, zewnetrzny plaszcz (1) zwa¬ lowiska formuje sie jako nieprzepuszczalny wal ochron¬ ny poprzez mechaniczne uszczelnianie warstwami (12) o miazszosci ^0,3 m i wspólczynniku filtracji k<10-6 cm/s, z ewentualnym zastosowaniem od stro¬ ny wewnetrznej plaszcza (1) wkladki (13) z materia¬ lu nieprzepuszczalnego o grubosci 3mna wysokosc wieksza od maksymalnego poziomu podtopienia z uwzglednieniem osiadan, zas w stopie zwalowiska uklada sie warstwe drenujaca (14) z odprowadzeniem wody do wewnetrznego pierscienia rowów opasko¬ wych (11).v, -! 124 959 FIG.1 -Q iijJTfTtrff^ii] FIG.2124 959 \wMMWMM.FIG.3 PL