DE20302907U1 - Disused open cast mine flooding unit, comprises flooding or siphon pipe with large area distribution system at outlet region - Google Patents
Disused open cast mine flooding unit, comprises flooding or siphon pipe with large area distribution system at outlet regionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Flutung von stillgelegten Tagebaurestlöchern, die durch natürlichen Grundwasserwiederanstieg und/oder durch Fremdwasserflutung zu später wirtschaftlich nutzbaren Seen umgestaltet werden. Insbesondere dient die Erfindung der Verbesserung der Wasserqualität bei der Flutung von entstehenden Tagebauseen mit saurem Wasserköper, von Tagebauseen, die auf Grund der bestehenden Randbedingungen zur Wiederversauerung neigen und von Tagebauseen die mit sauren belüfteten und/oder unbelüfteten Gruben- und Bergbauwässern geflutet werden.The invention relates to the flooding of disused opencast mining pits which are later transformed into economically usable lakes by natural groundwater re-rise and/or by external water flooding. In particular, the invention serves to improve the water quality when flooding opencast mining lakes with acidic water bodies, opencast mining lakes which tend to re-acidify due to the existing boundary conditions and opencast mining lakes which are flooded with acidic aerated and/or non-aerated pit and mining water.
Die Flutung der stillgelegten Tagebaurestlöcher erfolgt bei Vorhandensein von ausreichendem Oberflächenwasser mit demselben über bekannte Wasserbauwerke.If sufficient surface water is available, the disused opencast mining pits are flooded using known water structures.
Da einzelne stillgelegte Tagebaurestlöcher keinen Anschluss an Oberflächengewässer besitzen, wird Oberflächenwasser auch über Druckrohrleitungen und wenn möglich über Heberleitungen diesen Tagebaurestlöchern zugeführt. Auf Grund der Tatsache, dass Oberflächenwasser nicht überall und nicht ausreichend zur Verfügung steht, wird auch saures Wasser aus gefüllten oder zum Teil gefüllten Tagebauseen über Druckleitungen in Grubenwasserreinigungsanlagen gepumpt, hier neutralisiert und anderen zu flutenden Tagebauseen zugeführt. Im Rahmen der Neutralisation wird Eisen ausgefällt und der entstehende Eisenhydroxydschlamm separat gewonnen und einer Entsorgung zugeführt. Damit geht in der Regel mit dem Eisenhydroxydschlamm ein erheblicher Anteil an unwirksamem Neutralisationspotential bei der Schlammablagerung verloren. Bei - Nutzung von gebräuchlichen stationären Grubenwasseraufbereitungsanlagen entstehen hohe Investitions- und Betriebskosten. ^Since some of the abandoned opencast mining pits have no connection to surface water, surface water is also fed to these opencast mining pits via pressure pipelines and, if possible, via siphon pipes. Due to the fact that surface water is not available everywhere and not in sufficient quantities, acidic water from filled or partially filled opencast mining lakes is also pumped via pressure pipelines into mine water purification plants, where it is neutralized and fed to other opencast mining lakes that are to be flooded. During neutralization, iron is precipitated and the resulting iron hydroxide sludge is extracted separately and disposed of. This means that a considerable amount of ineffective neutralization potential is usually lost with the iron hydroxide sludge during sludge deposition. When using conventional stationary mine water treatment plants, high investment and operating costs arise. ^
Im Rahmen des Sanierungskonzeptes der LMBV mbH, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Karl-Liebknechtstraße, 10100 Berlin zum Sanierungskonzept von März 1996 und zur Restlochflutung von August 1997, wird eine alkalische Konditionierung mit alkalisch wirkenden Einsatzstoffen in Kombination mit CO2 zur Aufhärtung von Flutungswasser vorgeschlagen. Das vorgeschlagene Verfahren benötigt eine aufwändige Steuer- und Reglungstechnik zur Vermeidung von Calcitausfall. Darüber hinaus sind die Betriebskosten hoch und ein großtechnischer Nachweis der Wirkung steht bisher aus.As part of the remediation concept of LMBV mbH, press and public relations, Karl-Liebknechtstrasse, 10100 Berlin for the remediation concept of March 1996 and the residual hole flooding of August 1997, alkaline conditioning with alkaline-acting feedstocks in combination with CO 2 is proposed to harden the flooding water. The proposed process requires complex control and regulation technology to prevent calcite precipitation. In addition, the operating costs are high and large-scale proof of the effectiveness is still pending.
Teilweise wird die Überleitung von saurem Wasser aus gefüllten oder zum Teil gefüllten Tagebauseen über Heberleitungen in weniger gefüllte Tagebauseen realisiert. Hierbei bleibt die Wasserqualität im Flutungswasser sowie im zu flutenden Tagebaurestloch jedoch in der vorhandenen ungünstigen Qualität mit niedrigem lebensfeindlichem pH-Wert und einem hohen Anteil an gelösten Schwermetallen.In some cases, acidic water is transferred from filled or partially filled opencast mining lakes via siphon pipes to less filled opencast mining lakes. However, the water quality in the flooding water and in the remaining opencast mining pit to be flooded remains at the existing unfavorable quality with a low, hostile pH value and a high proportion of dissolved heavy metals.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung zu finden, die eine wirtschaftliche, effektive und einfach anwendbare Verbesserung der Wasserqualität bei der Flutung von Tagebaurestlöchern zu finden.The object of the invention is to find a solution that provides an economical, effective and easily applicable improvement of the water quality during the flooding of opencast mining pits.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Geräteanordnung zusammengestellt wird, die aus einer Flutungsleitung, vorzugsweise einer Heberleitung kombiniert mit einer mobilen Konditionierungseinrichtung besteht.According to the invention, the object of the invention is achieved by assembling a device arrangement which consists of a flooding line, preferably a siphon line, combined with a mobile conditioning device.
Für die unter Schutz zu stellende Anordnung werden folgende Geräte und Vorrichtungen eingesetzt und.sinnv.oll gemäß Schutzapspmchapgeßcdnei: .The following equipment and devices are used for the arrangement to be protected and are appropriate in accordance with the protection regulations: .
• · ■· ■
• ··
- Heberleitung zwischen Tagebaurestlöchern mit einem unterschiedlichen Wasserstand
mit Verteilsystem im Auslauf bereich,- Lift line between opencast mining pits with different water levels
with distribution system in the outlet area,
- Silo- oder Tankfahrzeug mit Austragsvorrichtung zum Anliefern eines Neutralisationsmittels, - Silo or tank vehicle with discharge device for delivering a neutralising agent,
- Stationärer/mobiler Behälter (Depot, Puffer) mit einem Fassungsvermögen von 10
bis 100 m3,- Stationary/mobile container (depot, buffer) with a capacity of 10
up to 100 m 3 ,
- Austragsvorrichtung (Gebläse, Kompressor, Schnecke, Dosierpumpe) für stationären/mobilen
Behälter,- Discharge device (blower, compressor, screw, dosing pump) for stationary/mobile
Container,
- flexible Rohrleitung oder Schlauch vom Behälter zu einem Injektor/Mischer oder direkt
zur Heberleitung,- flexible pipe or hose from the tank to an injector/mixer or directly
to the siphon line,
- Injektor/Mischer (Zusammenführung Neutralisationsmittels und Wasser),- Injector/mixer (combining neutralising agent and water),
- Pumpe (Ansaugen Wasser aus Heberleitung, Transport Suspension Neutralisationsmittel/Wasser
in Heberleitung) (Füllen der Heberleitung mit Tagebauseewasser),- Pump (suction of water from siphon line, transport suspension neutralizing agent/water
in siphon line) (filling the siphon line with opencast mine lake water),
- Vakuumanlage zum Entlüften der Heberleitung- Vacuum system for venting the siphon line
- Stromerzeuger (Notstromaggregat),- Power generator (emergency generator),
- Absperrorgane- Shut-off devices
- Messvorrichtung zum Steuern der Anordnung,- Measuring device for controlling the arrangement,
Mit der vorgeschlagenen Geräteanordnung kann im Falle einer zu überwindender Höhendifferenz von < 10 m zwischen Wasserspiegel des Tagebausees aus dem Wasser entnommen wird und der höchsten Stelle der Heberleitung ohne den Bau von Pumpstationen und stationären Konditionierungsanlagen bei der Flutung von Tagebaurestlöchern eine Verbesserung der Wasserqualität des Flutungswassers und/oder des Wasserkörpers im zu flutenden Tagebaurestlochs mit geringem Aufwand, bei geringen In- ; vestitions- und Betriebskosten in einem definierten begrenzten erreicht werden.With the proposed equipment arrangement, in the case of a height difference of < 10 m to be overcome between the water level of the open-cast mine lake from which the water is taken and the highest point of the siphon line, an improvement in the water quality of the flooding water and/or the water body in the open-cast mine to be flooded can be achieved with little effort, with low investment and operating costs within a defined limited area without the construction of pumping stations and stationary conditioning systems when flooding open-cast mine pits.
Bei Höhendifferenzen von & 10 m zwischen Wasserspiegel des Tagebausees aus dem Wasser entnommen wird und der höchsten Stelle der Heberleitung, wird eine Druckerhöhungspumpe je nach Erfordernis angeordnet.If there is a height difference of more than 10 m between the water level of the open-cast mining lake from which water is taken and the highest point of the siphon line, a booster pump is arranged as required.
Mittels der Anordnung kann der pH-Wert in der Heberleitung auf einen vorgegebenen Wert von 4,3 bis 12 eingestellt werden.By means of the arrangement, the pH value in the siphon line can be set to a predetermined value between 4.3 and 12.
Als mögliche Einsatzstoffe können unter anderem gebrannter Kalk, gebrannter Dolomit, Kalkmilch oder Soda eingesetzt werden.Possible raw materials that can be used include burnt lime, burnt dolomite, milk of lime or soda.
Mittels einer Messvorrichtung die aus einer Ultraschallmessung und einer pH-Wertmessung bestehen kann, kann über eine Dosiervorrichtung ein vorgegebener pH-Wert in der Heberleitung eingestellt werden. Damit können optimale Verhältnisse eingestellt und ungünstige Überdosierungen bzw. Unterdosierungen vermieden werden.Using a measuring device that can consist of an ultrasound measurement and a pH value measurement, a predefined pH value can be set in the siphon line via a dosing device. This allows optimal conditions to be set and unfavorable overdosing or underdosing to be avoided.
Mittels der vorgeschlagenen Lösung können Überschüsse an Neutralisationsmittel in der entstehenden Suspension durch eine Gestaltung des Auslaufes der Heberleitung mit Verteilsystem, gegenüber vorhandenen konventionellen Anlagen weitgehend genutzt werden.By means of the proposed solution, surplus neutralizing agent in the resulting suspension can be largely utilized by designing the outlet of the siphon line with a distribution system, compared to existing conventional systems.
Mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Nutzung von lebensfeindlichen sauren Gruben- und Bergbauwässern, wie beispielsweise in sauren Tagebaurestseen zur Erholung, Bewirtschaftung und als Zwischenspeicher auf einfache Weise ermöglicht.The proposed method makes it easy to use hostile acidic pit and mining water, such as acidic open-cast mining lakes, for recreation, management and as intermediate storage.
Das Prinzip der Erfindung soll im folgenden an einem Beispiel und an Hand der Abbildung näher erläutert werden.The principle of the invention will be explained in more detail below using an example and the figure.
Aus einem Tagebausee 1 mit einem Wasserstand von 100 mNN, der über hohe saure Grundwasserzuflüsse verfügt, soll Wasser mit folgender Qualität:From an open-cast mining lake 1 with a water level of 100 m above sea level, which has high acidic groundwater inflows, water with the following quality is to be obtained:
pH-Wert: 3,1pH value: 3.1
Eisen gelöst: 30 mg/lIron dissolved: 30 mg/l
Sulfatgehalt: 1000 mg/l
Kb-7,5 Wert: 3,0 mmol/lSulphate content: 1000 mg/l
Kb-7.5 value: 3.0 mmol/l
in einen 800 m entfernten Tagebausee 2 mit einem Wasserstand von 95 mNN eingeleitet werden. Dieser Tagebausee 2 ist gefüllt mit einem Volumen von 20 Mio. m3 Wasser mit folgender Qualität:into an open-cast mining lake 2, 800 m away, with a water level of 95 m above sea level. This open-cast mining lake 2 is filled with a volume of 20 million m 3 of water with the following quality:
pH-Wert: 2,9
Eisen gelöst: 60 mg/lpH value: 2.9
Iron dissolved: 60 mg/l
Sulfatgehalt: 1200 mg/lSulphate content: 1200 mg/l
Kb-7,5 Wert: 4,0 mmol/lKb-7.5 value: 4.0 mmol/l
Die Heberleitung 3 mit einer Gesamtlänge von 1000 m, durch die der Wassertransport erfolgt, weist eine Nennweite von 600 mm auf. An den Enden sind Absperrorgane 10 angeordnet um die Leitung zu füllen, zu regeln oder außer Betrieb zu nehmen. Durch &igr; diese strömt anfangs eine Wassermenge von 150@^m3/h, die sich bis zum konzipierten Endwasserstand im Tagebausee 2 bei einem Wasserstand von 98 mNN in einem Zeitraum von 3 Jahren auf eine Wassermenge von 700 m3/h verringert.The siphon line 3, which has a total length of 1000 m and through which the water is transported, has a nominal width of 600 mm. Shut-off devices 10 are arranged at the ends to fill, regulate or shut off the line. A water quantity of 150@^m 3 /h initially flows through this , which reduces to a water quantity of 700 m 3 /h over a period of 3 years up to the designed final water level in the open-cast mine lake 2 at a water level of 98 m above sea level.
Über ein Tankfahrzeug 5 wird mittels einer flexiblen Rohrverbindung 6 ein Vorlagebehälter 7 mit 10 %iger Kalkmilch befüllt. Über eine Ultraschallmessung 4 erfolgt die Ermittlung der aktuellen Wassermenge, welche über die Heberleitung 3 von Tagebausee 1 in den Tagebausee 2 strömt. Mittels einer pH-Wertmessung 9 wird die Entwicklung des pH-Wertes online gemessen.A tanker 5 is used to fill a storage tank 7 with 10% lime milk using a flexible pipe connection 6. An ultrasound measurement 4 is used to determine the current amount of water flowing from the open-cast mining lake 1 into the open-cast mining lake 2 via the siphon line 3. The development of the pH value is measured online using a pH value measurement 9.
Auf Grund der bekannten Wasserqualität im Tagebausee 1 wird eine Voreinstellung der Kalkmilchdosierung 8 zur Einstellung eines pH-Wertes von 7,5 in der Leitung mit 1,5 t/h vorgenommen. Dabei wurde ein ermittelter Neutralisationswirkungsgrad von 80 % berücksichtigt. In Abhängigkeit von der pH-Wertentwicklung erfolgt eine Nachregulierung der Dosierung der Kalkmilchmenge auf einen Ziel-pH-Wert von 7,5. Der Auslauf der Heberleitung wird mit einer Verteilvorrichtung 11 versehen, die über insgesamt 5 Ausläufe die behandelte Wassermenge auf einer Breite von 100 m im Tagebausee 2 ver- _ teilt. Auf diese Weise wird eine weitgehende Ausnutzung des insgesamt eingetragenen Neutralisationspotentials bewirkt. Der sich bildende Eisenhydroxydschlamm kann in den See eingeleitet werden, ohne dass eine gesonderte Schlammbeckentechnologie und Entsorgung des Schlamms wie in einer konventionellen Grubenwasserreinigungsanlage notwendig wird. Mit dem entstehenden Frischlamm werden anteilig gelöste Schwermetalle aus dem Wasser des Tagebausees 1 sowie des Tagebausees 2 im Schlamm fixiert und eine zusätzliche Verbesserung der Wasserqualität bewirkt.Due to the known water quality in the open-cast mining lake 1, the lime milk dosing system 8 is preset to set a pH value of 7.5 in the line at 1.5 t/h. A determined neutralization efficiency of 80% was taken into account. Depending on the pH value development, the dosage of the lime milk quantity is readjusted to a target pH value of 7.5. The outlet of the siphon line is provided with a distribution device 11 which distributes the treated water quantity over a total of 5 outlets over a width of 100 m in the open-cast mining lake 2. In this way, the total neutralization potential introduced is largely utilized. The iron hydroxide sludge that forms can be discharged into the lake without the need for separate sludge basin technology and disposal of the sludge as in a conventional mine water treatment plant. The resulting fresh lamb fixes dissolved heavy metals from the water of opencast mining lake 1 and opencast mining lake 2 in the sludge, thereby further improving water quality.
Mit der vorgeschlagenen Geräteanordnung kann mit geringen Investitions- und Betriebskosten bei derf^lirtung.voA'TagejDciufesilQcbecri'ejn&ileijtliphg Verbesserung derWith the proposed device arrangement, low investment and operating costs can be achieved by improving the
Wasserqualität, erreicht werden. Nach Beendigung der Flutungsperiode ist ein Rückbau der Anordnung und die Wiederherstellung einer natürlichen Landschaft mit geringem Aufwand möglich.water quality. After the flooding period has ended, the arrangement can be dismantled and a natural landscape restored with little effort.
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Legal Events
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| R207 | Utility model specification |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LMBV LAUSITZER- UND MITTELDEUTSCHE BERGBAU-VER, DE Free format text: FORMER OWNER: ETA AG, 03042 COTTBUS, DE Effective date: 20100119 Owner name: ETA AG ENGINEERING, DE Free format text: FORMER OWNER: ETA AG, 03042 COTTBUS, DE Effective date: 20100119 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
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| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |