Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Errichten einer Dichtungsschutzschicht in einem Deponiebecken für schlammförmige Industrie- und Bergbau-Abfallstoffe und eine Geotextil-Schutzschlauchmatte zur Durchführung des Verfahrens.

In verschiedenen industriellen Prozessen, insbesondere im Bergbau fallen schlammförmige Abfälle an. Im Bergbau handelt es sich insbesondere um Rückstände aus der Aufbereitung von Erzen, die in Form von Schlämmen vorliegen und als Talling bezeichnet werden. Diese Schlämme werden in sogenannten Schlammteichen aufgefangen und dauerhaft gelagert, wobei eine absolute Dichtigkeit einer den Boden abdeckenden Dichtungsschicht erforderlich ist und dies über einen sehr langen Zeitraum, da es sich üblicherweise um ein Endlager für die Abfallstoffe handelt, die somit dauerhaft in den Schlammteichen verbleiben. Die Herstellung einer vollständig dichten und gegen die in den Schlämmen enthaltenen Stoffe chemisch beständigen Dichtungsebene ist nach dem Stand der Technik grundsätzlich möglich. Jedoch wird die üblicherweise aus einer Kunststoffdichtungsbahn mit weiteren Zusatzschichten bestehende Grunddichtungsebene durch die Einwirkung von Hitze und UV-Strahlung sowie aufgrund mechanischer Beschädigung gefährdet.

Die mechanische Beschädigung kann vom Befahren und Begehen der Dichtungsebene herrühren. Das Aufbringen einer UV- und Wärmeschutzschicht aus Sand, Erde oder Gemischen, welche Beton enthalten, ist möglich, erfordert aber angesichts der großen Di- mensionen der Schlammteiche und der sie einfassenden Böschungen große Maschinen, um die Massen transportieren und verteilen zu können. Durch das Befahren der Böschungen wird die untere Dichtungsschicht oft beschädigt, sodass es auch bei Verwendung mehrlagiger Dichtungsbahnen zu Leckagen kommen kann, woraus sich eine erhebliche Umweltgefährdung ergibt.

Zur Verbesserung der Dichtigkeit ist es außerdem bekannt, sogenannte GCL-Matte (Geosynthetic Clay Liner) einzubauen, die ein Bentonit-Gemisch enthalten, welches unter Wassereinwirkung aufquillt und so eine dichte Schicht bildet. Dafür ist es aber erforderlich, eine gleichmäßige Flächenpressung der mit Bentonit gefüllten Matte vorzusehen, da es ansonsten zu lokal unterschiedlichem Quellverhalten und zu einem Auseinanderreißen der Bentonit-Schicht kommt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zum Errichten einer Dichtungsschutzschicht in einem Deponiebecken für schlammförmige Industrie- und Bergbau-Abfallstoffe anzugeben, durch welche die eigentliche Dichtungsebene vor Hitze und UV-Strahlung und mechanischer Beschädigung geschützt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Verwendung einer Schutzschlauchmatte aus einem wasserdurchlässigen Geotextil- gewebe führt zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung beim Transport, im Vergleich zur Heranführung großer Sand- oder Betonmengen für die Abdeckung der Dichtungsschicht. Die Geotextil-Schutzschlauchmatten können aufgerollt angeliefert werden und werden dann auf dem Boden des Deponiebeckens sowie auf den Böschungen ausgelegt. Für das Verlegen ist ein Befahren der Dichtungsbahnen mit schweren Arbeitsgerätschaften nicht erforderlich, sodass eine mechanische Beschädigung der Dichtungsbahnen vermieden wird. Weiterhin ist das Geotextilgewebe, aus dem die Schutzschlauchmatten gebildet sind, optisch so dicht, dass es bereits im ungefüllten Zustand einen weitgehenden Schutz vor UV-Strahlung für die darunter liegenden Dichtungsbahnen gibt. Die Geotextil-Schutzschlauchmatten können somit bereits zu einem frühen Zeitpunkt ausgelegt werden und können noch nachträglich in ihrer Lage zueinander ausgerichtet werden, wobei bereits ohne Füllung ein guter UV-Schutz für die Dichtungsbahnen gegeben ist.

Nach der endgültigen Positionierung der Schutzschlauchmatten werden die darin gebildeten Schlauchröhren dann jeweils einzeln mit einer wässrigen Suspension gefüllt. Hierzu sind an den Schutzschlauchmatten parallele Verbindungslinien vorhanden, an denen eine untere und obere Lage des Gewebes miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verwoben sind, wobei sich zwischen den Verbindungslinien jeweils eine Schlauchröhre ausbildet. Diese Schlauchröhren sind voneinander getrennt, das heißt, die Lagen sind so eng miteinander verbunden, dass zwar Wasser, aber kein Schlamm in eine benachbarte Schlauchröhre abfließen kann. Die Schlauchröhren sind auch jeweils einzeln an ihrem Ende verschlossen, z. B. durch Vernähen der beiden Lagen. An einem Ende kann die Schlauchröhre auch zunächst offen bleiben und als Einfüllöffnung dienen. Möglich ist weiterhin, an der nach oben weisenden Lage der Schutzschlauchmatte eine separate Einfüllöffnung einzubringen.

Über die Einfüllöffnung wird dann die Schlauchröhre gefüllt, sodass sich eine rippenför- mige Struktur wie bei einer Luftmatratze ausbildet, allerdings mit voneinander getrennten Kammern. Die sich an den Schlauchröhren ausbildenden Rippen liegen im Bodenbereich des Deponiebeckens in beliebiger Orientierung, und zwar vorzugsweise so, dass die maximale Produktionslänge für die Schlauchmatte von etwa 150m optimal ausgenutzt wird und eine Verlegung mit so wenig Naht- oder Überlappungsstellen wie möglich erfolgt. Im Böschungsbereich ist die Ausrichtung derart, dass die Schlauchröhren bzw. die später durch Befüllung gebildeten Rippen in Gefällerichtung verlaufen. Sie können auch leicht schräg dazu angeordnet sein, jedoch nur in einem spitzen Winkel, um die Fließfähigkeit des eingefüllten Schlamms bei der Installation der Schutzschicht zu bewahren.

Die Befüllung kann mit einem Wasser-Sand-Gemisch erfolgen oder auch mit Beton. Das Wasser kann durch das Geotextil schnell austreten. Dadurch erfolgt erfindungsgemäß bereits während des Befüllvorgangs eine Entwässerung und damit eine selbsttätige Verdichtung des eingefüllten Stoffes innerhalb der Schlauchröhre. Essentiell ist hierbei die Verwendung von Matten mit voneinander getrennten, schlauchförmigen Unterteilungen, denn aufgrund des relativ kleinen Durchmessers einer einzelnen Schlauchröhre im Verhältnis zur Matte insgesamt, muss das Wasser nur kleine Wege zurücklegen, bis es an die geotextile Außenhaut gerät und dort abfließen oder verdunsten kann. Die Schlauchform führt auch dazu, dass der eingefüllte Strang nahezu vollständig von Geotextilge- webe umgeben ist, also gerade auch an den Seitenkanten, an welchen die Verbindungslinien ausgebildet sind. Wasser läuft damit erst einmal immer in einen textil überdeckten Außenbereich, nicht aber direkt in eine benachbarte Schlauchkammer. Die Rippenform begünstigt den Ablauf des Wassers an der Unterseite. Bei entsprechender Verlegung in Gefällerichtung kann das austretende Wasser in den unterhalb der Verbindungslinien gebildeten Kanälen abfließen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch der in dem Deponiebecken zu lagernde Abfallschlamm selbst benutzt werden kann, um die Schutzschlauchmatte fertig zu stellen. Mit einer solchen hydraulischen in-situ Befüllung sind erhebliche wirtschaftliche Vorteile verbunden, da anders als bei Verwendung von Sand, Erde oder Beton zunächst die Material- und Transportkosten dafür entfallen und da außerdem die Reduzierung des Fassungsvermögens aufgrund der bis zu 30 cm hohen Schutzschicht entfällt. Bezogen auf die erhebliche Umfangslänge eines Bergbau- Deponiebeckens steht bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugten Verwendung des Abfallschlamms zur Füllung der Schutzschläuche eine erhebliche Volumenvergrößerung im Deponiebecken zur Verfügung, wodurch wiederum die Nutzungszeit des Deponiebeckens verlängert ist.

Die Nutzung des Abfallschlamms zur Befüllung ist völlig unbedenklich, da die Dichtigkeit gegenüber dem Boden ohnehin ausschließlich durch die Grunddichtungsschichten bewirkt wird, welche beispielsweise eine Kunststoffdichtungsbahn umfasst. Das wasserdurchlässige aber blickdichte Geotextilgewebe der Schutzschlauchmatte verhindert, dass nach dem Austrocknen des Schlamms Sedimente durch Windeinfluss verweht werden und damit möglicherweise giftige Stoffe verfrachtet werden. Da das im Schlamm enthaltene Wasser durch das Geotextilgewebe schnell austreten kann, erfolgt erfindungsgemäß bereits während der Befüllung eine Entwässerung und damit eine selbsttätige Verdichtung des eingefüllten Stoffes innerhalb der Schlauchröhre.

Es wird somit eine feste und mechanisch hoch belastbare Schutzschicht gebildet, die zugleich die UV-Strahlung vollständig abschirmt und aufgrund ihrer Schichtdicke auch einen guten Schutz vor Hitzewirkung auf die darunter liegende Dichtungsschicht bietet. Die durch die getrennten Schlauchröhren bei Befüllung entstehende Rippenstruktur führt auch zur Bildung von Kanälen an der Unterseite, die neben der Ermöglichung des Wasserablaufs während der befüll- und Verdichtungsphase später auch eine Belüftungsfunktion haben können.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer zweilagig gewebten Schutzschlauchmatte, bei der die obere und die untere Lage entlang der Verbindungslinien miteinander verwoben sind. Hierdurch wird nicht nur eine besonders hoch belastbare Verbindung geschaffen, sondern es braucht auch keine zusätzliche Naht eingebracht zu werden, sodass die Fertigungszeit für die Schutzschlauchmatte reduziert ist. Möglich ist auch, an- stelle gewebter Verbindungslinien genähte Verbindungslinien auszubilden oder beispielsweise nur die randseitigen Kanten zu verweben und dann über in der Mitte eingebrachte Nähte eine Aufteilung in mehrere Schlauchröhren vorzunehmen.

Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin, dass der Transport des Füllstoffes ohne Fahrzeuge möglich ist, indem eine pumpfähige Suspension über ein Schlauchsystem in die Schlauchröhren eingebracht wird. Hierzu besitzen die Schlauchröhren je nach Länge eine oder mehrere Einfüllöffnungen. Bei den horizontal auszulegenden Boden-Schutzschlauchmatten sind die Einfüllöffnungen insbesondere in einem zentralen Bereich angeordnet, sodass sich eine Fließrichtung zu beiden Seiten und damit eine gleichmäßige Befüllung ergibt. Möglich ist auch, bei den Boden-Schutzschlauchmatten zusätzliche Einfüllöffnungen in den jeweiligen Endbereichen vorzusehen, um die Schlauchröhren schnell zu füllen.

Bei den Böschungs-Schutzschlauchmatten hingegen ist die Einfüllöffnung vorzugsweise an dem oben anzuordnenden Ende der Schutzschlauchmatte vorgesehen, sodass hier entweder ein Schlauchstutzen eingebracht wird und der Schlamm von dort aus in der Schlauchröhre herabläuft oder dass der Schlauch durch die Einfüllöffnung in die Schlauchröhre hineingeschoben wird und dann mit zunehmendem Befüllgrad sukzessive wieder herausgezogen wird.

Ein bevorzugter Anwendungsfall sieht vor, die Schutzschlauchmatte auf einer Bentonit haltigen Grunddichtungsschicht zu verlegen. Durch das Befüllen der Schläuche tritt einerseits Wasser aus, der zum Quellen des Bentonits führt. Außerdem wird dadurch auch eine Auflast bereitgestellt, welche ein Aufsteigen der Dichtungsbahnen und/oder ein ungleichmäßiges Aufquellen von Bentonit-Bahnen verhindert.

Ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Geotextil ist in Anspruch 9 angegeben und umfasst wenigstens eine untere und eine obere Lage, welche über wenigsten zwei parallele Verbindungslinien miteinander verbunden sind, sodass zumindest eine Schlauchröhre zwischen den Verbindungslinien gebildet ist. Vorzugsweise findet eine Unterteilung in mehrere Schlauchröhren statt. Da sich die zunächst flach liegenden Schlauchröhren bei der Befüllung rippenförmig aufrichten, dient eine Unterteilung in mehrere einzelne Schlauchröhren insbesondere dazu, die Höhe der fertig befüllten Schutzschlauchmatte zu reduzieren.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Polypropylengewebes zur Herstellung der Schutzschlauchmatte, da sich daraus eine hohe chemische Beständigkeit ergibt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch die Verwendung eines Polyolefins die Möglichkeit einer Verschweißung über thermische Einwirkung oder durch Ultraschall-Schweißen ergibt.

Außerdem sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Geotextil-Schutzschlauchmatte eine zusätzliche UV-Schutzschicht vor, welche aus einem Kunststofffaservlies gebildet ist und auf die nach außen weisende, zur Sonne exponierte Oberfläche der Schutzschlauchmatte aufgelegt ist. Diese UV-Schutzschicht ist zumindest punktuell mit der mehrlagigen Schutzschlauchmatte verbunden, sodass die Verlegung der Schutzschlauchmatte und ihrer UV-Schutzschicht in einem einzigen Arbeitsgang erledigt werden kann. Die UV-Schutzschicht schützt die sonnenexponierten Bereiche, insbesondere an den Böschungs-Schutzschlauchmatten. Im Bereich der Boden-Schutzschlauchmatten ist eine UV-Schutzschicht in der Regel nicht erforderlich, sofern die Inbetriebnahme und Befüllung des Deponiebeckens in kurzem zeitlichem Abstand zur Verlegung erfolgt.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine Schutzschlauchmatte in geschnittener perspektivischer Ansicht

Fig. 2 eine Schutzschlauchmatte in Draufsicht

Fig. 3 ein leeres Deponiebecken in perspektivischer Ansicht;

Fig. 4 einen Verlegeplan für ein Deponiebecken, in perspektivischer Ansicht;

und

Fig. 5 ein Deponiebecken mit einigen ausgelegten Schutzschlauchmatten, in perspektivischer Ansicht

Figur 1 zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigte Schutzschlauchmatte 10 in geschnittener perspektivischer Ansicht. Diese besteht aus einer unteren Lage 17 und einer oberen Lage 18, die jeweils als Geotextil ausgebildet sind, wobei die Lagen 17, 18 entlang von parallelen Verbindunglinien 15 miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verwoben sind. Eine weitere Verbindungslinie 15 besteht jeweils an den äußeren Rändern. An den Rändern können zusätzliche Befestigungsmittel wie Reißverschlüsse vorgesehen sein, um benachbarte Schlauchschutzmatten überlappungslos miteinander zu verbinden. Einfüllöffnungen 13 dienen zur Befüllung der zwischen den benachbarten Verbindungslinien 1 1 und zwischen den miteinander verbundenen Lagen 17, 18 ausgebildeten Schlauchröhren 12. Auf der oberen Lage 18 ist eine zusätzliche UV-Schutzlage 19 aufgebracht. Diese ist mit der darunter liegenden Gewebeschicht der oberen Lage 18 entlang der Verbindungslinien 1 1 , 15 verbunden.

Figur 2 zeigt die Schutzschlauchmatte 10 in im ungefüllten Zustand von oben. Die Breite, und damit die Größe und Anzahl der Verbindungslinien 1 1 und Schlauchröhren 12, ist fertigungstechnisch limitiert und beträgt etwa 5 m. In Längsrichtung hingegen sind sehr große Bahnlängen von bis über 100 m möglich.

Diese Breite wird beispielsweise so aufgeteilt, dass die Schlauchrühren 12 im befüllten Zustand eine Höhe von etwa 30 cm - 40 cm haben. Da sich bei der Befüllung, die allein mit hydrostatischem Druck erfolgt, kein starker Innendruck einstellt, ergibt sich bei jeder Schlauchröhre nach Befüllung ein elliptischer Querschnitt, der z. B. eine Breite von etwa 60 cm bei der genannten Höhe von 30cm - 40 cm aufweist. Zusammen mit der für die Verwebungen, Verschweißungen, Verklebungen oder Vernähungen benötigten Fläche entlang der Verbindungslinien 1 1 , 15 beträgt die Breite pro Schlauchröhre 12 im unbe- füllten Zustand etwa 70 - 90 cm, so dass über eine Bahnbreite von 5 m etwa 5 bis 7 Schlauchröhren 12 nebeneinander platzierbar sind.

Figur 2 zeigt eine relativ kurz ausgebildete Schutzschlauchmatte 10, die für die Abdeckung einer Böschung vorgesehen ist. Daher sind Einfüllöffnungen 13, welche den Zugang zu den Schlauchröhren 12 ermöglichen, nur in einem oberen Endbereich eingebracht. Die Schutzschlauchmatte 10 ist an ihren jeweiligen Enden mit einer Quernaht 14 verschlossen.

Figur 3 zeigt ein Deponiebecken 1 , das einen Bodenbereich 2 und einen diesen umfassenden Böschungsring 3 besitzt. Die Böschung 3 steigt bis zu einer Böschungskrone 4 an und fällt dann nach außen hin wieder ab. Das Deponiebecken 1 ist bereits durch Ebnen des Untergrundes und durch Aufbringen einer Grunddichtungsschicht vorbereitet.

Figur 4 zeigt einen möglichen Verlegeplan für das Deponiebecken 1. Die gestrichelten Linien geben die Lage der später aufzulegenden Böschungs-Schutzschlauchmatten 10 an. Die strichpunktierten Linien kennzeichnen die Lage der Boden-Schutzschlauchmatten 10'. Alle Schutzschlauchmatten 10, 10' können nach einem Aufmaß an dem Deponiebecken 1 passgenau vorgefertigt werden, so dass sie nach dem Auslegen und gegenseitigen Verbinden passgenau auf der Böschung 3 bzw. auf dem Boden 2 ausliegen, und zwar auch in gebogenen Bereichen der Böschung 3. Figur 5 zeigt das Deponiebecken 1 mit einigen exemplarisch dargestellten Schutzschlauchmatten 10, 10'. Im Bodenbereich 2 ist am linken Rand eine Boden-Schutzschlauchmatte 10' ausgelegt, welche sich über die ganze Länge des Bodens 2 erstreckt. Im Böschungsbereich 3 links daneben ist eine Böschungs-Schutzschlauchmatte 10 aufgelegt. Im Überlappungsbereich mit der Bodenmatte 10' liegt die Böschungsmatte 10 oben auf.

Bei der Böschungs-Schlauchschutzmatte 10 links sowie der weiteren Böschungs- Schlauchschutzmatte 10 rechts am gegenüberliegenden Ufer sind Schläuche 20 in die Einfüllöffnungen 13 eingesteckt, durch welche Schlamm in die Schlauchröhren 12 eingepumpt wird.

Nach dem Einpumpen bilden sich aus den Schlauchröhren 12 Rippen, welche durch die dazwischen liegenden Verbindungslinien 1 1 , 15 voneinander getrennt sind. Bei der auf der vorderen Böschung aufliegenden Schutzschlauchmatte 10 ist der Befüllvorgang bereits abgeschlossen. Die Einfüllöffnungen 13 sind verschlossen. Durch die dreidimensionale Formung der Böschungs-Schlauchschutzmatte 10 beim Befüllen tritt eine Querkon- traktur ein, die bei der Erstellung des Verlegeplans gemäß Figur 4 berücksichtigt werden muss, das heißt die Bahnbreite muss zunächst mit einem Übermaß entsprechend der Breite im unbefüllten Zustand gemäß Figur 2 angenommen werden und muss dann nach dem Befüllvorgang das vorgesehene Endmaß erreichen, damit entlang des Böschungsrings 3 und auf dem Boden 2 eine lückenlose, aber auch ohne Einschlagfalten ausgebildete Bedeckung der unten liegenden Dichtungsschichten erreicht werden kann.