DE102004052854A1 - Verfahren zur Langzeitverwahrung von Kavernen und Kavernensystemen - Google Patents
Verfahren zur Langzeitverwahrung von Kavernen und Kavernensystemen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004052854A1 DE102004052854A1 DE102004052854A DE102004052854A DE102004052854A1 DE 102004052854 A1 DE102004052854 A1 DE 102004052854A1 DE 102004052854 A DE102004052854 A DE 102004052854A DE 102004052854 A DE102004052854 A DE 102004052854A DE 102004052854 A1 DE102004052854 A1 DE 102004052854A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cavern
- suspension
- caverns
- solid
- flowable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B1/00—Dumping solid waste
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
- B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
- B09B3/27—Binding by sodium silicate, e.g. cement or water glass
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
- E02D31/002—Ground foundation measures for protecting the soil or subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
- E02D31/004—Sealing liners
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/16—Modification of mine passages or chambers for storage purposes, especially for liquids or gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Die
Erfindung betrifft die sichere Langzeitverwahrung von mit gesättigter
Sole gefüllten
Kavernen und Kavernensystemen nach Aufgabe ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung.
Um eine mit gesättigter NaCl-Lösung gefüllte Kaverne oder ein äquivalentes Kavernensystem ohne Beeinträchtigung ihrer Standsicherheit auf effektive und kostengünstige Weise dauerhaft und sicher zu verwahren, wird die in der Kaverne enthaltene Sole über eine Feststoffsuspension, die in die Sole gefüllte und unter einem Sicherungs-Innendruck stehende Kaverne eingeleitet wird, zu einem Füllkörper verfestigt, der in der Lage ist, den geostatischen Gebirgsdruck auf Dauer aufzunehmen und zu übertragen, und durch Unterbindung der Konvergenz die endgültige, dauerhafte Stabilisierung der Kaverne herbeigeführt.
Um eine mit gesättigter NaCl-Lösung gefüllte Kaverne oder ein äquivalentes Kavernensystem ohne Beeinträchtigung ihrer Standsicherheit auf effektive und kostengünstige Weise dauerhaft und sicher zu verwahren, wird die in der Kaverne enthaltene Sole über eine Feststoffsuspension, die in die Sole gefüllte und unter einem Sicherungs-Innendruck stehende Kaverne eingeleitet wird, zu einem Füllkörper verfestigt, der in der Lage ist, den geostatischen Gebirgsdruck auf Dauer aufzunehmen und zu übertragen, und durch Unterbindung der Konvergenz die endgültige, dauerhafte Stabilisierung der Kaverne herbeigeführt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sicheren Langzeitverwahrung von mit gesättigter Sole gefüllten Kavernen und Kavernensystemen nach endgültiger Aufgabe ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung, beispielsweise als Untertagespeicher für fließfähige Medien.
- Kavernen im Salzgebirge werden im Solverfahren durch gezielte Auflösung des Salzgesteins mittels Süßwasser hergestellt. Die dabei entstehende Lösung an weitgehend gesättigter Sole, deren Volumen das entstandene Volumen der Kaverne weit übersteigt, wird entweder einer wirtschaftlichen Nutzung zugeführt oder entsorgt. Um die Standsicherheit der Kaverne zu gewährleisten verbleibt ein Teile der Sole in der Kavernen oder muss gegen ein anderes geeignetes Medium ausgetauscht werden, damit der geostatische Gebirgsdruck kompensiert wird und es in Verbindung mit dem Kriechen des Salzgesteins nicht zu einer zu großen Volumenverringerung kommt oder gar ein Zusammenbruch (Verbruch) der Kaverne eintritt.
- Im Speicherbetrieb wird die Sole gegen das zu speichern Medium (Gas oder Flüssigkeit) ausgetauscht und zum Ausspeichern des Speichergutes zwischengelagert, wobei der für die Standsicherheit der Kaverne erforderliche Kaverneninnendruck auch über das in die Kaverne ganz oder teilweise eingelagerte Speichermedium aufrechterhalten werden muss.
- Durch die nicht vollkommen unterdrückbare Kriechverformung des anstehenden Salzgesteins oder durch andere Defekte an der Kaverne oder an der Kavernenbohrung ist die Nutzungsdauer der Kaverne begrenzt. Kavernen verfügen im allgemeinen über ein sehr großes Volumen von mehreren hundert tausend Kubikmetern, die bei eintretender Instabilität zur einer Beeinträchtigung der Erdoberfläche und der Erdstruktur führen und/oder durch die anhaltende Konvergenz des Salzgesteins zum Austritt hochmineralisierter NaCl-Lösung bzw. von anderen Medien führen, die eine Gefährdung oder zumindest eine erhebliche Beeinträchtigung der Biosphäre nach sich ziehen.
- Daraus entstehen bei Aufgabe ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung Forderungen nach einer stabilen Langzeitverwahrung der Kavernen, um auf Dauer ein Auspressen von in der Regel schädlichen Medien und/oder einen Verbruch der Kavernen zu verhindern. Um dieses Ziel zu erreichen muss die Konvergenz der Kaverne unterbunden und Mittel und Wege gefunden werden den ständig wirksamen geostatischen Druck auf Dauer wirksam zu kompensieren bzw. die Gebirgsspannungen des anstehenden Salzgesteins auf Dauer sicher aufzunehmen.
- Zur sicheren Langzeitverwahrung von Kavernen wurden daher bereits verschiedene Verfahren untersucht. In einem Forschungsvorhaben (BMBF Projekt 02 WA 8937: Gerardi u.a.: Experimentaluntersuchungen zur Ablagerung von Abfällen in Solkavernen; NGS m.b.H; 1989) wurde eine Feststofffüllung der Kavernen mit einem trockenen rieselfähigem Feststoff untersucht und theoretisch für möglich befunden.
- Der Austausch des zu ihrer Standsicherung in der Kaverne befindlichen Mediums durch einen Feststoff muss aber so geschehen, dass die Kaverne zu keiner Zeit lufterfüllt ist und ständig unter einem zusätzlichen, sichernden Innendruck steht. Anderenfalls würde der Gebirgsdruck, der in großen Teufen von ca. > 500 m bis < 2.000 m, in der sich die Kaverne befindet, ansteht, eine beschleunigte Konvergenz auslösen, die zu erheblichen Schäden an der Kaverne, an der zur Erdoberfläche führenden Kavernenbohrung und an der Erdoberfläche selbst führt.
- Für die Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens war jedoch die Kaverne zuvor zu entleeren. Mit der Entleerung der Kaverne kann auch der zu ihrer Standsicherheit notwendige Innendruck nicht mehr aufgebracht werden. Das bedeutet, dass die mit Fortfall des sichernden Innendruckes verbundenen Nachteile in Kauf zu nehmen waren. Die Dickstoff-Technologie und die Verfüllung mit rieselförmigem trockenen Feststoff wurde daher als nicht durchführbar verworfen.
- In einer anderen Untersuchung (D.-A. Becker: Entwicklung und Anwendung eines Nahbereichsmodells zur Analyse der Langzeitsicherheit von Salzkavernen mit chemisch-toxischen Abfällen; GRS mbH und GFS GmbH; GRS 128, 08/1996; FKZ: 02 C 0153 und 02 C 04551) wurde das Dickstoff-Verfahren als weniger gut anwendbar gefunden und eine trockene Schüttung vorgeschlagen. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist wiederum eine vollständige Entfernung der NaCl-Lösung aus der Kaverne erforderlich, was aus Gründen der Bergsicherheit, wie vorstehend beschrieben, äußerst bedenklich ist und daher verworfen werden musste. Darüber hinaus ist die Herstellung des Dickstoffes unter Verwendung von Wasser als Anmischflüssigkeiten aufgrund der Wasserlöslichkeit des Salzgebirges nachteilig und löst nach Einbringen des Dickstoffes in die Kaverne unerwünschte Solprozesse in den Kontaktzonen zwischen dem Salzgestein und dem Dickstoff aus.
- Bekannt sind ferner Verfahren – beispielsweise
DE 27 54 269 A1 undDE 38 17 549 C2 – nach denen geeignete Hohlräume im Salzgestein zur Endlagerung von radioaktiven und anderen umweltgefährdenden Abfällen genutzt und diese Abfälle als feste Gebinde in einer sicheren Umhüllung, die den Kontakt und die Aufnahme von Wasser durch den Abfallstoff verhindert, über eine Rohrtour oder eine Sonde in den Hohlraum eingelagert werden. Eine sichere Langzeitverwahrung von Kavernen ist mit diesen Lösungen ebenfalls nicht möglich, da die eingelagerten Stoffe lediglich lose Verfüllungen bilden, die nicht in der Lage sind, der Konvergenz der Kaverne entgegenzuwirken, die Gebirgsspannungen sicher aufzunehmen und auf das anstehende Gestein zu übertragen. -
DE 197 17971 C1 undDE 102 07 969 A1 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Dickstoffen zur Verwendung als Bergversatz, der in standsicherheits gefährdete und instabile bergmännisch aufgefahrene Hohlräume und Abbauräume eingebracht wird. Diese Hohl- und Abbauräume sind vor dem Einbringung der aufbereiteten Dickstoffe leer, d. h. nicht verfüllt und in der Regel begehbar. Die Dickstoffe werden unter Einhaltung vorgegebener Bedingungen mit Wasser angemischt und erreichen nach dem Einbringen eine hohe Eigenfestigkeit vor Ort. Damit unterliegen die Dickstoffe den Forderungen an einen „Baustoff-Ersatz". Für die sichere Langzeitverwahrung von Kavernen ist die technische Lehre ausDE 197 17971 C1 undDE 102 07 969 A1 nicht uneingeschränkt anwendbar, da die Einsatzbedingungen durch die mit gesättigter Sole gefüllten und unter einem Sicherungsinnendruck stehenden Hohlräume von Kavernen völlig anders sind. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die gesättigte Sole in der Kaverne so verfestigt wird, dass der entstehende Block das Kavernenvolumen vollständig ausfüllt und in der Lage ist, die Konvergenz zu blockieren und die Gebirgsspannungen sicher aufzunehmen und zu übertragen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des ertindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 12.
- Um eine mit gesättigter NaCL-Lösung gefüllte Kavernen oder ein äquivalentes Kavernensystem ohne Beeinträchtigung ihrer Standsicherheit auf effektive und kostengünstige Weise dauerhaft und sicher zu verwahren, wird die in der Kaverne enthaltene Sole über eine daraus hergestellte Feststoffsuspension, die in die Sole gefüllte Kaverne eingeleitet wird, zu einem Füllkörper verfestigt, der in der Lage ist, den geostatischen Gebirgsdruck auf Dauer aufzunehmen und zu übertragen und durch Verhinderung der Konvergenz die endgültige, dauerhafte Stabilisierung der Kaverne herbei zu führen.
- Nach der vorgeschlagenen Lösung wird zunächst gesättigte Sole aus der Kaverne entnommen und übertage zur Herstellung einer fließfähigen und pumpbaren Feststoffsuspension eingesetzt. Die so aufbereitete Feststoffsuspension wird danach über eine Förderrohrtour in die Kavernen eingeleitet, wo sie am Karvernenboden sedimentiert und nach Abschluss der Sedimentationsphase zu einem festen Füllkörper aushärtet.
- Für das Einleiten der übertage aufbreiteten Feststoffsuspension in die Kaverne sollte der Rohrschuh der Förderrohrtour zunächst möglichst nahe im Bereich des Kavernenbodens positioniert werden, um auf diese relativ einfache Weise unterstützend beizutragen, dass keine Entmischung der Feststoffsuspension erfolgt, die nachteilige Folgen für den Sedimentations- und Aushärtungsprozess hätte.
- Für die Herstellung der fließfähigen Feststoffsuspension werden vorzugsweise partikelförmige Rückstände aus der Müllverbrennung eingesetzt werden, wobei der partikelförmige Feststoff vorzugsweise eine Korngrößenverteilung von 0 bis 500 μm und eine maximale Korngrößen von 0,5 bis 0,8 mm aufweist sollte, die eine rasche Sedimentation der Feststoffanteile ermöglichen und eine Entmischung der Suspension verhindern.
- Vorteilhafter Weise wird der fließfähigen Feststoffsuspension unmittelbar vor Einleitung in die Kaverne eine weitere Feststofffraktion unmittelbar am Eintritt in das Verfüllbohrloch an der Kaverne zugeführt, deren Korngröße weit über der Korngröße der in des Suspension enthaltenen Feststoffe, jedoch deutlich unterhalb des Durchlassquerschnittes der Förderrohrtour liegt. Dabei darf der Anteil dieser grobkörnigen Phase nur so groß sein, dass die feinkörnige Phase in der Lage ist, die entstehenden Porenräume vollständig auszufüllen. Auf diese Weise kann ein besserer Verfestigungseffekt in der Kaverne erzielt werden. Die Porenräume müssen von den feinkörnigen Anteilen der Suspension vollständig ausgefüllt werden, damit keine freien Restmengen der Kavernenflüssigkeit in der Kaverne verbleiben.
- Die Suspension wird in jedem Fall so eingestellt, dass ihr Feststoffanteil nach Einleitung in die Kaverne sedimentiert und sich verfestigt, wobei die Verfestigung vorrangig durch die Eigenschaften des eingesetzten partikelförmigen Feststoffes in Verbindung mit der NaCl-Lösung eintritt oder gegebenenfalls durch Zugabe eines Bindemittels in geringen Mengen erreicht wird.
- Als Bindemittels können beispielsweise Zement, Stein- bzw. Braunkohlenfilteraschen oder andere geeignete Stoffe verwendet werden, die bei der Aufbereitung der Suspension dem Mischvorgang zuzusetzen sind, wobei der Bindemittelanteile in der Feststoffsuspension in etwa 5% betragen sollte.
- Der Zusatz von Bindemittel wird insbesondere bei der Verfüllung der Kaverne und der Verfestigung der Sole im oberen Kavernenbereich vorgenommen, um höhere Festigkeiten der sich verfestigenden Suspension insbesondere im oberen Kavernenbereich zu erzielen und damit das Auspressen evtl. nicht vollständig verfestigter Suspensionsanteile sicher zu verhindern.
- Vor Einleitung der fließfähigen Feststoffsuspension in die Kavernen werden die beim Mischen des partikelförmigen Feststoffes mit der gesättigten Sole eventuell entstehenden Gase und eventuelle Reste des in der Kaverne eingelagerten Mediums, die in der aus der Kaverne entnommenen Sole mitgeführt werden, durch Scherung der aufbereiteten Suspension in einem Rührwerk freigesetzt und kontrolliert abgeführt. Durch Scherung in einem Rührwerk werden auch eventuell vorhandene tixotrophe Eigenschaften der aufbereiteten, fließfähigen Suspension durch mechanische Behandlung verändert, bis eine Feststoffsuspension mit konstanten rheologischen Fließeigenschaften entstanden ist.
- Durch online – Messungen, vorzugsweise in einem Rührwerk, das der Mischanlage nachgeschaltet ist, werden die Fließeigenschaften der Suspension fortlaufend erfasst und über eine elektronische Rückkopplung zur Mischanlage werden die Streuungen in den Eigenschaften der Komponenten der partikelförmigen Feststoffe so ausgeregelt, dass immer eine Suspension mit weitgehend konstanten rheologischen Eigenschaften in die Kaverne eingeleitet wird.
- Zur dauerhaften und sicheren Langzeitverwahrung wird der gesamte Kavernenhohlraum nach dem vorgeschlagenen Verfahren solange verfüllt, bis in der Kaverne ein fester Füllkörper entstanden ist, der zu etwa 50% aus der ehemals enthaltenen NaCl-Lösung (Kavernensole) und zu weiteren Teilen aus dem eingesetzten partikelförmigen Feststoff besteht und in der Lage ist, auf Dauer den Gebirgsdruck aufzunehmen und die Konvergenz zu verhindern. Der Überschuss an gesättigter Sohle, ca. 50% des vormaligen Kavernenvolumens, die für die Soleverfestigung und zur Verfüllung der Kaverne nicht benötigt wird, wird auf an sich bekannte Weise ausgelagert und entsorgt oder zwischengelagert.
- Da die Kavernen von vornherein in mächtigen Steinsalzformationen angelegt wurden, bleiben die Strukturen der Steinsalzformationen im Umfeld der Kavernen auch nach ihrer Verfüllung gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren und der Ausbildung eines festen Füllkörpers erhalten. Deformationen in den geologischen Strukturen werden dadurch dauerhaft verhindert und die Kaverne bleibt dauerhaft dicht.
- Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muss die unter Sicherheitsdruck stehende und mit gesättigter Sole gefüllte Kaverne zu keinem Zeitpunkt entleert werden. Ihre Standsicherheit ist somit immer gewährleistet und niemals gefährdet.
- Ein weiterer, nicht unwesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass in der Sedimentationsphase und bei der Aushärtung der in die Kaverne eingeleiteten Feststoffsuspension keine Lösungen freigesetzt werden, die weitere Solprozesse in den Kontaktzonen zwischen dem anstehenden Salzgestein und dem sich ausbildenden festen Füllkörper auslösen könnten.
- Die nach dem Verfahren verfestigte Kaverne erfüllt die gesetzlichen Anforderungen der Langzeitsicherheit. Aus diesem Grunde können als partikelförmige Feststoffe auch gefährliche Abfallstoffe verwendet werden, wie beispielsweise Rückstände aus der Müllverbrennung und andere, für die Herstellung der Feststoffsuspension geeignete Abfallstoffe. Damit ist das Verfahren zugleich wirtschaftlich und vorteilhaft für die Umwelt.
- Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine mögliche Anlage zur Aufbereitung der fließfähigen Feststoffsuspension und zur Durchführung des Verfahrens.
- Beispiel 1
- Das in einer Speicherkaverne, die im Salzgestein errichtet worden war, eingelagerte Speichermedium wird durch die Einleitung von Treibsole – gesättigte NaCl-Lösung – vollständig ausgelagert und die Kaverne auf diese Weise entleert. Die Treibsole verbleibt in der Kaverne und übernimmt die Funktion einer Stützflüssigkeit für den Kavernenhohlraum. Zur Kompensation des anstehenden geostatischen Gebirgsdruckes wird die mit Sole gefüllte Kaverne mit einem erforderlichen Druck beaufschlagt und steht ständig unter diesem Innendruck.
- Für eine sichere und dauerhafte Langzeitverwahrung der Kaverne wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesättigte Sole aus der Kaverne entnommen und übertage zur Herstellung einer fließfähigen und pumbaren Feststoffsuspension eingesetzt. Die Suspension wird mit partikelförmigen Rückständen aus der Müllverbrennung und NaCl-Lösung aus der Kaverne so hergestellt, dass eine suspensionsstablile Mischung für den Leitungstransport und für den Eintrag in die Kaverne entsteht. Über die für den Speicherbetrieb installierte Förderrohrtour wird die über Tage mit der NaCl-Lösung angemischte Suspension unter gleichzeitiger Verdrängung der in der Kaverne befindlichen NaCl-Lösung eingebracht. Beim Eintritt in die Kaverne verändert sich das Flüssigkeits-Feststoff-Verhältnis in der Weise, dass sofort ein Sedimentationsprozess einsetzt und der in der Suspension enthaltene Feststoff am Kavernenboden sedimentiert. Infolge der abbindefähigen Bestandteile des Feststoffs tritt mit Abschluss der Sedimentationsphase eine Erhärtung ein und führt zur Ausbildung eines festen Füllkörpers im Innern der Kaverne. Ist die Kaverne auf diese Weise mit sedimentierender und sich verfestigender Suspension gefüllt, sinkt die Kavernenkonvergenz nach kurzer Dauer auf Null. Die Kaverne bleibt stabil, gesättigte NaCL-Lösung oder eine durch den eingetragenen Feststoff kontaminierte Lösung können nicht mehr ausgepresst werden. Die Feststoffsuspension kann auch wie im Beispiel 2 angegeben hergestellt werden.
- Die für die Herstellung der Feststoffsuspension nicht benötigte, überschüssige NaCl-Lösung wird auf an sich bekannte Weise entsorgt. Da das Abbinden der eingebrachten Feststoffsuspension nach entsprechend gestalteter Rezeptur der Mischung verfahrensgemäß überschusswasserfrei erfolgt, kann – wenn überhaupt – nur eine nicht kontaminierte NaCl-Lösung aus der zu verwahrenden Kaverne ausgetragen werden.
- Beispiel 2
- Der Feststoffsuspension kann bei Fehlen des erforderlichen Eigenabbindevermögens des verwendeten Feststoffs ein geeignetes Bindemittel zugesetzt werden, wobei je nach Feststoffart eine Suspension von etwa 50% NaCl-Lösung und 50% Feststoff zur Anwendung kommt. Der Feststoffanteil besteht zu etwa 90 bis 95% aus einem partikelförmigen Feststoff, beispielsweise aus Rückständen aus der Müllverbrennung, und zu etwa 5 bis 10% aus einem Bindemittel. Die Komponenten sind je nach der chemischen Zusammensetzung der verwendeten Feststoffe und der Bindemittel im Vorfeld durch Versuche festzulegen. Als Bindemittel können Zement, Filterasche aus der Braun- und Steinkohleverbrennung, oder Bypassstäube aus der Zementindustrie verwendet werden.
- Eine mögliche Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Aufbereitung der Feststoffsuspension ist in der angefügten Zeichnung und schematisch dargestellt.
- Mit
1 ist die mit gesättigter NaCl-Lösung gefüllte und unter einem Innendruck stehende Speicherkaverne bezeichnet, die in einem geeigneten Salzgebirge errichtet worden war und deren Speicherhohlraum nach Beendigung des Speicherbetriebes zur Gewährleistung der notwendigen Bergsicherheit dauerhaft und sicher verwahrt werden muss. Zur Herstellung einer geeigneten Feststoffsuspension, die zur Verfestigung der in der Kaverne enthaltenen Sole und zur Ausbildung eines dauerhaft festen Füllkörpers im Innern der Kaverne1 dient, wird über ein Steigrohr2 gesättigte NaCl-Lösung aus der Kaverne1 entnommen und in eine Mischanlage3 geleitet. Mit rechnergesteuerter Dosierung wird über die Zuführung9 eine Feststoffkomponente und über die Zuführung10 gegebenenfalls ein zusätzliches Bindemittel in die Mischanlage3 eingebracht und mit der gesättigten NaCl-Lösung zu einer fließfähigen und pumpbaren Feststoffsuspension verarbeitet. Die so aufbereitete Feststoffsuspension wird anschließend in einen Scherbehälter/Rührwerk4 geleitet, um die beim Mischen des partikelförmigen Feststoffes mit der gesättigten Sole eventuell entstandenen Gase freizusetzen und kontrolliert über die Ableitung11 auszuleiten und eventuell vorhandene oder entstandene tixotrophe Eigenschaften der aufbereiteten Suspension durch Scherung mechanisch zu behandeln und die rheologischen Fließeigenschaften der Feststoffsuspension einzustellen. Die aufbereitete und behandelte Feststoffsuspension wird kontinuierlich messtechnisch überwacht und die Daten in einer Messstation, in der die relevanten Daten wie beispielsweise Suspensionsdruck an verschiedenen Stellen der Transportleitung, Temperatur der Suspension, stoffliche Zusammensetzung, rheologische Eigenschaften etc. erfasst und registriert werden, verarbeitet. Die Ergebnisse werden über eine Rückkopplung13 zur Änderung und Einstellung der Dosierung an die Mischstation3 gegeben. Mit Hilfe der Suspensionspumpe6 wird die Feststoffsuspension über die Förderrohrtour7 in die Kaverne1 eingeleitet, wo die Feststoffanteile der Suspension auf dem Kavernengrund sedimentieren und unter Verfestigung der Sole zu einem festen Füllkörper aushärten. - Der Rohrschuh der Förderrohrtour ist zum Beginn des Verwahrungsprozesses möglichst im unmittelbaren Bereich des Kavernenbodens positioniert und wird dem sich im Laufe des Verfahrens bis zur vollständigen Verfüllung des Kaverneninnenraumes ständig ändernden Spiegel der eingebrachten Feststoffsuspension nachgeführt.
- Die für die Durchführung des Verfahrens nicht benötigte, überschüssige NaCl-Lösung wird über die Leitung
8 abgeleitet und einer Zwischenlagerung oder einer Entsorgung zugeführt. -
- 1
- Kaverne
- 2
- Steigrohr für Soleentnahme
- 3
- Mischanlage
- 4
- Rührwerk/Scherbehälter
- 5
- Messstation
- 6
- Suspensionspumpe
- 7
- Förderrohrtour
- 8
- Ableitung der Überschusssole
- 9
- Zuführung der Feststoffkomponenten
- 10
- Bindemittelzuführung
- 11
- Ableitung von Gaskomponenten
- 12
- Erdoberfläche
- 13
- Elektrische Steuerungs-Rückkopplung
Claims (12)
- Verfahren zur sicheren Langzeitverwahrung von mit gesättigter Sole gefüllter Kavernen und Kavernensysteme im Salzgebirge dadurch gekennzeichnet, dass gesättigte Sole aus der Kaverne entnommen und zur Herstellung einer fließfähigen Feststoffsuspension eingesetzt wird, die aufbereitete Feststoffsuspension danach in die Kavernen eingeleitet wird, wo sie am Kavernenboden sedimentiert und nach Abschluss der Sedimentationsphase zu einem festen Füllkörper aushärtet.
- Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der fließfähigen Feststoffsuspension partikelförmige Rückstände aus der Müllverbrennung eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der partikelförmige Feststoff vorzugsweise eine Korngrößenverteilung von 0 bis 500 μm und eine maximale Korngrößen von 0,5 bis 0,8 mm aufweist, die eine rasche Sedimentation der Feststoffanteile ermöglichen und eine Entmischung der Suspension verhindert.
- Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der fließfähigen Feststoffsuspension unmittelbar vor Einleitung in die Kaverne eine weitere Feststofffraktion zugeführt wird, deren Korngröße weit über der Korngröße der in der Suspension enthaltenen Feststoffe liegt.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der fließfähigen Feststoffsuspension ein zusätzliches Bindemittel zugemischt wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Zement, oder Filterasche aus der Braun- und Steinkohleverbrennung, oder Bypassstäube aus der Zementindustrie verwendet werden und der Bindemittelanteil in der fließfähigen Feststoffsuspension ca. 5% beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel der fließfähigen Feststoffsuspension vorzugsweise zum Verfüllen der Kaverne im oberen, bohrlochnahen Bereich zugemischt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einleitung der fließfähigen Suspension in die Kaverne die bei der Mischung des partikelförmigen Feststoffes mit der gesättigten Sole eventuell entstehenden Gase durch Scherung der aufbereiteten Suspension in einem Rührwerk freigesetzt und kontrolliert abgeführt werden.
- Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass eventuell vorhandene tixotrophe Eigenschaften der aufbereiteten, fließfähigen Suspension solange durch Scherung in einem Rührwerk mechanisch behandelt werden, bis konstante rheologische Fließeigenschaften entstanden sind.
- Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließeigenschaften der Suspension durch online-Messung in einem Rührwerk, das der Mischanlage nachgeschaltet ist, erfasst und über eine elektrische Rückkopplung zur Mischanlage Streuungen in den Eigenschaften der Komponenten der partikelförmigen Feststoffe so ausgeregelt werden, dass eine Suspension mit weitgehend konstanten rheologischen Eigenschaften in die Kaverne eingeleitet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrschuh der Förderrohrtour, über die die fließfähige Suspension in die Kaverne eingeleitet wird, unmittelbar über den Kavernensumpf positioniert ist und dem sich mit dem Grad der Verfüllung ändernden Spiegelstand der eingebrachten Suspension nachgeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Überschuss an gesättigter Sohle, die zu ihrer Verfestigung und zur Verfüllung der Kaverne nicht benötigt wird, ableitet und auf an sich bekannte Weise zwischengelagert oder entsorgt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004052854A DE102004052854B4 (de) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Verfahren zur Langzeitverwahrung von Kavernen und Kavernensystemen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004052854A DE102004052854B4 (de) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Verfahren zur Langzeitverwahrung von Kavernen und Kavernensystemen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102004052854A1 true DE102004052854A1 (de) | 2006-05-11 |
| DE102004052854B4 DE102004052854B4 (de) | 2010-03-04 |
Family
ID=36217086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102004052854A Revoked DE102004052854B4 (de) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Verfahren zur Langzeitverwahrung von Kavernen und Kavernensystemen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102004052854B4 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1994995A1 (de) * | 2007-05-21 | 2008-11-26 | Kali-Umwelttechnik Sondershausen GmbH | Verfahren zur langzeitsicheren Verwahrung von lösungserfüllten Kavernen durch Unterschichten mit industriellen Abfällen und einer weiteren Nutzung des verdrängten Lösungsinventars in industriellen Prozessen |
| EP2818256A1 (de) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | MINERALplus GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Stoffen für den Bergversatz |
| CN111379588A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-07 | 昆明理工大学 | 一种基于低频脉冲的矿山充填料浆沉降离析控制系统与方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3141884C2 (de) * | 1981-10-22 | 1986-06-19 | Wintershall Ag, 3100 Celle | Verfahren zur Endlagerung von pumpfähigen Abfallstoffen |
| DE3411998A1 (de) * | 1984-03-31 | 1985-10-03 | Wintershall Ag, 3100 Celle | Verfahren zum ein- oder endlagern von festen, kleinteiligen abfallstoffen in salzkavernen |
| DD272972A3 (de) * | 1987-08-24 | 1989-11-01 | Wismut Sdag | Silikatischer Zuschlagstoff für selbsterhärtende organische und anorganische Bindemittel und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
2004
- 2004-10-27 DE DE102004052854A patent/DE102004052854B4/de not_active Revoked
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1994995A1 (de) * | 2007-05-21 | 2008-11-26 | Kali-Umwelttechnik Sondershausen GmbH | Verfahren zur langzeitsicheren Verwahrung von lösungserfüllten Kavernen durch Unterschichten mit industriellen Abfällen und einer weiteren Nutzung des verdrängten Lösungsinventars in industriellen Prozessen |
| DE102007023595A1 (de) | 2007-05-21 | 2008-12-04 | Kali-Umwelttechnik Sondershausen Gmbh | Verfahren zur langzeitsicheren Verwahrung von lösungserfüllten Kavernen durch Unterschichten mit industriellen Abfällen und einer weiteren Nutzung des verdrängten Lösungsinventars in industriellen Prozessen |
| EP2818256A1 (de) * | 2013-06-27 | 2014-12-31 | MINERALplus GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Stoffen für den Bergversatz |
| CN111379588A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-07 | 昆明理工大学 | 一种基于低频脉冲的矿山充填料浆沉降离析控制系统与方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102004052854B4 (de) | 2010-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3141885C2 (de) | "Verfahren zum Einlagern von ganz oder teilweise wiederverwendbaren flüssigen Abfallstoffen in untertägige salzumschlossene Hohlräume bzw. Salzkavernen" | |
| EP0050371A1 (de) | Verfahren zum schadlosen Deponieren von Abfallstoffen | |
| EP0026301B1 (de) | Verfahren zum Beseitigen oder Zwischenlagern von Abfällen | |
| CH636723A5 (de) | Anlage zum fuellen von deponiebehaeltern mit radioaktiven abfaellen und fuer die anlage eingerichteter deponiebehaelter. | |
| EP1994995B1 (de) | Verfahren zur langzeitsicheren Verwahrung von lösungserfüllten Kavernen durch Unterschichten mit industriellen Abfällen und einer weiteren Nutzung des verdrängten Lösungsinventars in industriellen Prozessen | |
| DE3641786A1 (de) | Verfahren zur entsorgung von flugstaeuben und/oder schlacken aus muellverbrennungsanlagen | |
| DE3716851C2 (de) | ||
| EP0160708B1 (de) | Verfahren zum Verfüllen von unterhalb der Erdoberfläche befindlichen Hohlräumen, wie stationär gelagerten Grossbehältern | |
| DE102004052854B4 (de) | Verfahren zur Langzeitverwahrung von Kavernen und Kavernensystemen | |
| EP0495244B1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsschlitzwand | |
| DE2655542C3 (de) | Verfahren zum hydraulischen Einbringen von Versatz sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE2225664A1 (de) | Verfahren zur tieflagerung von fluessigen oder rieselfaehigen radioaktiven oder giftigen abfaellen | |
| DE102007024057B4 (de) | Verfahren zur Verfestigung und/oder Abdichtung lockerer geologischer Formationen im Zuge von geotechnischen Baumaßnahmen | |
| DE3742664A1 (de) | Verfahren zum weiterbehandeln von kohlenwasserstoffhaltigen wasser-schlamm-gemischen und verwendung des verfestigten schlamms | |
| DE4101347C2 (de) | ||
| AT393975B (de) | Verfahren zur entsorgung von abfallstoffen | |
| DE2856875A1 (de) | Verfahren zum erhoehen des sicherheitsgrades einer in einem unterirdischen hohlraum eines salzstockes befindlichen, mit verfestigten radioaktiven abfaellen gefuellten endlagerstaette gegen unvorhersehbare verschiebungen im salzgestein und/oder wassereinbruch in vorhandene hohlraeume innerhalb des bereichs der endlagerstaette | |
| DE2810593C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von radioaktiven Abfällen in einen unterirdischen Hohlraum | |
| DE102020127927A1 (de) | Behandlung von mineralischen Baureststoffen | |
| DE3929162C2 (de) | ||
| DE4331641C1 (de) | Verfahren zum Einbringen von Blasversatz unter Zumischung von feinkörnigen Füllstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE102009036848B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauwerkelementes im Boden sowie Bodenmörtel | |
| CH717173A2 (de) | Verfahren zum Sichern einer Kaverne. | |
| DE102007010832B4 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Vorbereitung einer Entsorgung von in einer zeitlich begrenzten Dauer im Aggregatzustand einer Flüssigkeit anfallenden Abfallstoffen und Einrichtung zum Konditionieren von zu entsorgenden Abfallstoffen | |
| EP1777279A1 (de) | Verfahren zum Renaturieren von grossvolumig abgebauten Erdlagerstätten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| R037 | Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final |
Effective date: 20130803 |
|
| R107 | Publication of grant of european patent cancelled |
Effective date: 20131107 |