Przedmiotem wynalazku jest sposób powierzchniowego uszczelniania dna zbiornika w odnego na gruntach sypkich, zwlaszcza na terenach górniczych, szczególnie za pomoca ilu doprowadzo¬ nego do zbiornika w postaci zawiesiny. Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do stosowania tego sposobu. Przez zbiorniki wodne rozumie sie w znaczeniu niniejszego wynalazku wszelkie nagromadzenie wód powierzchniowych, jak stawy, osadniki, baseny, zlewiska, z dnem na naturalnym podlozu.Znany sposób uszczelniania dna zbiornika wodnego za pomoca ilu polega na tym, ze do zbiornika doprowadza sie i wlewa zawiesine ilowa, pozostawiajac ja samoistnej stagnacji. Cza¬ steczki ilu pod dzialaniem sil grawitacyjnych opadaja na dno zbiornika, tworzac warstwe uszczel¬ niajaca. Skutecznosc takiego uszczelniania jest proporcjonalna do grubosci skonsolidowanej warstwy osadzonego na dnie ilu. Zanim rozpocznie sie jednak proces samoistnego osadzania czasteczek ilu na dnie zbiornika, woda — podstawowy skladnik doprowadzanej zawiesiny ilowej nawodni podloze. Pod dzialaniem cisnienia hydrostatycznego zawiesina ilowa moze przedostac sie w glab gruntu podloza. Zwlaszcza na grunt sypki zawiesina oddzialuje cisnieniem splywowym, powodujac ruch czasteczek, a nawet mas zmiennych i powstawania lejów sufozyjnych. Jest to szczególnie niebezpieczne w przypadku uszczelniania zbiorników wodnych na terenach eksploata¬ cji górniczej.Stosowanie dotychczasowych sposobów mogloby doprowadzic do przedostania sie zawiesiny ilowej w glab górotworu. Szczególnie jest to niebezpieczne na obszarach górniczych. Przy odpo¬ wiednich fizycznych parametrach zawiesiny i gruntu dna, moze wogóle nie wstapic osiadanie czasteczek ilu w podlozu. Sytuacja taka zaistnialaby wtedy, gdy doprowadzona zaw iesina ilowa- mialaby mala gestosc, natomiast dno utworzone byloby z gruntu o duzym wspólczynniku przepu¬ szczalnosci. Infiltracja zawiesiny ilowej w glab podloza to przemieszczanie sie tej zawiesiny z odpowiednia predkoscia, zalezna od cisnienia hydrostatycznego.Uszczelniajac osiadanie czastek ilu na dnie moze odbywac sie tylko wtedy, gdy zawiesina ilowa znajduje sie w ruchu powolnym, zblizonym do stanu grawitacji. Scislej — gdy w bezposrednim2 127 199 sasiedztwie dna, wcklor predkosci, równolegly do dna, laminarnej warstwy zawiesiny ilowej jest znacznie mniejszy od wektora predkosci grawitacyjnego opadania czasteczek ilu w osrodku zawiesiny ilowej.Ten znany sposób uszczelniania dna zbiornika wodnego za pomoca czasteczek ilu opadaja¬ cych na to dno grawitacyjne, wymaga zawsze wypelnienia zbiornika zawiesina ilowa i pozostawie¬ nie jej tak dlugo az czasteczki ilu utworza na dnie osadowa warstwe okreslonej, wymaganej grubosci. Zawiesina ilowa, wypelniajaca zbiornik zawsze wiec wywiera hydrostatyczny nacisk na jego dna stwarzajac niebezpieczenstwo przedostania sie w glab gruntu.Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu uszczelniania ilem dna zbiornika wod¬ nego, który to sposób pozbawiony bylby powyzszych wad i niedogodnosci, a szczególnie elimino¬ walby zjawisko sufozyjnego przedostania sie zawiesiny ilowej w glab podloza dna podczas prowadzenia procesu uszczelniania. Dalszym celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia do realizacji tego sposobu.Istota sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze po wyrównanym dnie pustego zbiornika, dnie wyprofilowanym w ten sposób, ze w co najmniej jednym profilu poprzecznym zbiornika powierzchnia dna jednostajnie, co najmniej jednokierunkowo obniza sie, rozprowadza sie wstepnie warstwa zawiesine ilowa, zaczynajac od miejsc nizej polozonych na pochylosci dna; rozprowadze¬ nie to wykonuje sie w taki sposób, aby zawiesina ilowa splywala po pochylosci dna ruchem laminarnym w kierunku pokrycia uszczelnianej powierzchni dna, z predkoscia nie powodujaca erozji dennej zbiornika. Zawiesine ilowa doprowadza sie tak dlugo, az kolmatacja dna obejmie cala nizej uszczelniona powierzchnie dna, osiagajac miejsce najnizej polozone.Po skonczonym procesie zespojenia sypkiego gruntu ilem uszczelnianej warstwy dna, zawie¬ sine ilowa doprowadza sie nieprzerwanie dalej, w sposób wyzej opisany, tak dlugo, az podnoszacy sie w zbiornikupoziom zawiesiny ilowej osiagnie co najwyzej to miejsce dna, od którego rozpoczeto rozprowadzanie zawiesiny. Wypelnienie zbiornika zawiesina ilasta do takiego poziomu, daje poczatek procesowi grawitacyjnego opadania czasteczek ilu na zespojony grunt dna zbiornika, tworzac na nim warstwe sypkiego gruntu dna lacznie z pokryciem dna warstwa osadu ilastego skutecznie uszczelnia dno, tworzac lacznie warstwe zapobiegajaca przedostawaniu sie zawiesiny i wody w glab podloza. Doprowadzajac zawiesine ilowa kolejno do miejsc coraz wyzej polozonych na pochylosci dna oraz rozprowadzajac ja po tej pochylosci uszczelnia sie wstepnie cala jego powierzchnie.W kazdym przypadku podnoszacy sie poziom doprowadzanej do zbiornika zawiesiny nie moze przekroczyc tego miejsca dna, od którego rozpoczeto rozprowadzanie zawiesiny. Dla dna o wzglednie krótkiej pochylosci moze okazac sie wystarczajace rozprowadzenie zawiesiny z jednej tylko strony. Dla dna o wzglednie dlugiej pochylosci wymagane jest rozprowadzenie zawiesiny z coraz to wyzszych poziomów. Odleglosc pomiedzy poziomami mozna ustalic analitycznie za pomoca wzorów matematycznych, analityczno-graficznie najskuteczniej jednak dobiera sie prak¬ tycznie, metoda kolejnych prób.Opisane wyzej rozprowadzanie zawiesiny ilowej po pochylosci dna dotyczy rozprowadzania z jednego zródla wyplywu. Istota wynalazku nie zmieni sie w niczym,jezeli zawiesina rozprowadzana bedzie jednoczesnie z róznych poziomów pochylosci z wielu zródel wyplywu równoczesnie lub wedlug ustalonej kolejnosci. Zrealizowac to mozna na przyklad, przyporzadkowujac kazdemu poziomowi indywidualne przynalezne mu zródlo wyplywu. Zasilanie tych zródel moze byc niezale¬ zne lub wspólne — centralne, oparte na szeregowym lub równoleglym polaczeniu rurociagów doprowadzajacych zawiesine. Wstepne rozprowadzanie ruchem laminarnym zawiesiny ilowej po dnie warstwa zanikajaca od czola, z predkoscia nie powodujaca erozji dna, zapewnia zespajanie sypkiego gruntu dna.W wyniku znikomych przeplywów filtracyjnych zawiesiny ilowej na skutek ograniczonej infiltracji do podloza, czasteczki ilu osadzaja sie w przestrzeniach miedzyczasteczkowych gruntu dennego i wypelniaja je; czasteczki ilu wnikaja do podloza. Cienka warstwa zawiesiny ilowej, rozprowadzanej pelzajaco po dnie, praktycznie nie wywiera nacisku hydrostatycznego na dno.Proces wypelniania ilem przetrzeni miedzyczasteczkowych gruntu dna przebiega na grubosc strefy kolmatacji gruntu i ograniczonej, zanikajacej infiltracji wody do podloza. Oznacza to, ze grunty127199 3 bardziej sypkie, niezageszczone, makroporowate zespajane sa do wiekszej glebokosci. Natezenie filtracyjnego przeplywu zawiesiny ilowej w glab podloza bardzo szybko maleje w wyniku utraty efektywnej porowatosci gruntu, a to w wyniku wypelniania ilem przestrzeni miedzyczasteczkowych podloza. Natezenie to jest odwrotnie proporcjonalne do gestosci zawiesiny ilowej.Zmiana gestosci mozna wiec regulowac natezenie filtracyjnego przeplywu zawiesiny do pod¬ loza dennego. Okazalo sie przy tym, ze do kolmatacji gruntów gruboklastycznych korzystnie jest stosowac zawiesine o zawartosci frakcji ilasto-pylasto-piaszczystej, przy czym udzial frakcji ilastej nie moze byc mniejszy od 15%. Do kolmatacji gruntów piaszczystych stosuje sie zawiesine frakcji ilastej o ciezarze wlasciwym okolo 1,1 T/m3.Istota urzadzenia do stosowania sposobu wedlug wynalazku jest to, ze wyloty zawiesiny ilowej umieszczone sa nad rynna, wyposazona w rozplywowy plaskownik, przytwierdzony wzdluz calej dlugosci rynny, wyznaczajacej jej wysokosc, natomiast rynna wraz z przytwierdzonym do niej rozplywowym plaskownikiem umieszczone jest w dnie w ten sposób, ze rozplywowy plaskownik przylega do dna tworzy poziom uszczelnianego zbiornika. Zawiesina ilowa splywa po dnie plaskim strumieniem.Zastosowanie wynalazku pozwala uszczelniac dna zbiorników wodnych zlokalizowanych na gruntach sypkich. Szczególnie istotne jest to, ze proces uszczelniania dna mozna rozpoczynac od dolnej, najnizszej czesci zaglebienia zbiornika i systematycznie przemieszczac sie z uszczelnianiem do jego górnej czesci. Dzieki temu z chwila rozpoczecia uszczelniania dna sposobem wedlug wynalazku, w najnizszych zaglebieniach zbiornika mozna gromadzic wode bez obawy przeniknie¬ cia jej w glab podloza. Zapobiega to pekaniu warstwy uszczelniajacej co na przyklad mogloby miec miejsce pod dzialaniem promieni slonecznych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 —przedstawia przekrój pionowy uszczelnianego zbiornika z dnem pochylonym jednokierunkowo, fig. 2 — schematyczny rzut poziomy uszczelnianego zbiornika z dnem pochylonym róznokierunkowo, a fig. 3 do fig. 6 — przyklady schematycznych rzutów poziomych takich zbiorników, których pochylonejednokierun¬ kowo dno jest opisane za pomoca poziomic zamknietych.Przykladowe zastosowanie sposobu wedlug wynalazku, przedstawione na fig. 1, dotyczy takiego zbiornika, którego uszczelniane dno 1 stanowi jednokierunkowo pochylona plaszczyzne.Uszczelnianie dna rozpoczyna sie od miejsc 2 najnizej polozonych na spadku dna i prowadzi siego po wzniosie w kierunku zaznaczonym strzalka 3. W zaleznosci od potrzeby dno mozna uszczelnic czesciowo lub cala jego powierzchnie.Przykladowe urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku doprowadza zawiesine ilowa do zbiornika, rurociagiem 4 lub przewodem elastycznym, którego wylot 5 umieszcza sie nad rynna 6 wyposazona w rozplywowy plaskownik 7, wspierajacy sie o dno 1 zbiornika po stronie splywania zawiesiny ilowej. Ksztalt poprzecznego przekroju rynny 6 moze byc dowolny. Rynna 6 moze byc osadzona w podlozu samodzielnie, moze tez byc przytwierdzone do rurociagu 4 pod wylotem 5 zawiesiny ilowej, tworzac z nim integralna calosc. W zaleznosci od potrzeb nadosadowa objetoc wody 8 moze byc odprowadzana poza zbiornik na przyklad pompa 9.Inne przykladowe, bardziej skomplikowane,zastosowanie sposobu wedlug wynalazku, przed- stwiono na fig. 2, dotyczy zbiornika, którego dno pochylone jest róznokierunkowo. Uksztaltowa¬ nie takiego dna, opisano na fig. 2 za pomoca poziomic a, b, c i d, tak dobranych wartosciowo, ze abcd. Okazalo sie, ze wyloty 5 zawiesiny ilowej, najkorzystniej jest umieszczac wzdluz poziomic. Ksztalt poziomicy determinuje optymalny dla niej wzdluzny ksztalt rynienki 6.W przypadku dna stanowiacego plaszczyzne, jak na fig. 1, poziomice sa liniami prostymi. Jest to równoczesnie optymalny ksztalt osi symetrii wzdluznego przekroju rynienki 6.Nie wyklucza to stosowanie rynienek o wzdluznych osiach symetrii, których ksztalt zblizony jest do ksztaltu odpowiadajacych im poziomic. Zbiorniki, pokazane w schematychnych widokach z góry, na fig., fig. 4, fig. 5 i fig. 6, charakteryzuja sie tym, ze ich dna opisane sa poziomicami tworzacymi linie zamkniete.Dno zbiornika na fig. 3 ma ksztalt stozka regularnego kolowego, którego wierzcholkiem jest punktowa wartosc poziomicy c. Na fig. 5 dno ma ksztalt ostroslupa. Dna zbiornikówjak na fig. 3, fig. 4, fig. 5 i fig. 6 mozna uszczelniac stosujac wymienne rynienki o dlugosciach równych dlugo-4 127 199 sciami poziomic b i a oraz o dlugosciach posrednich miedzy b i a oraz c i b, jak równiez za pomoca jednej rynienki z tym, ze w takim przypadku dluzszy bedzie czas uszczelniania.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób powierzchniowego uszczelniania dna zbiornika wodnego na gruntach sypkich, zwlaszcza na terenach górniczych za pomoca zawiesiny ilowej, znamienny tym, ze zawiesine ilowa rozprowadza sie wstepnie warstwa po dnie pustego zbiornika, którego dno jest wyprofilowane, a rozprowadzanie najkorzystniejsze jest od miejsc najnizej polozonych, po spadku dna ruchem laminarnym w kierunku pokrycia uszczelnianej powierzchni z predkoscia nie powodujaca erozji dennej zbiornika, przy czym zawiesine ilowa doprowadza sie tak dlugo, az kolmatacja dna osiagnie co najmniej to miejsce dna, od którego rozpoczeto rozprowadzanie zawiesiny. 2. Urzadzenie do powierzchniowego uszczelniania dna zbiornika wodnego na gruntach syp¬ kich, znamienne tym, ze wyloty zawiesiny ilowej umieszczone sa nad rynnami (6) wyposazonymi w rozplywowe plaskowniki (7), przytwierdzone wzdluz calej dlugosci rynny, wyznaczajacej wysokosc rynny, natomiast rynny wraz z przytwierdzonymi do niej rozplywowymi plaskownikami, umie¬ szczone sa na dnie i w ten sposób, tworza poziomy uszczelnianego dna.Fig. 1. •127199 Fig. 2 Fig- 3 Fig. U 3 h c Tig.5 Fig 6 PL