Wykorzystanie odpadów przemysłowych do budowy i umacniania wałów przeciwpowodziowych

• Autorzy: Filipowicz P. , Borys M.

Warianty tytułu

EN

Application of industrial waste for construction and modernisation of flood control embankments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiały odpadowe produkowane przez przemysł są coraz częściej wykorzystywane w budownictwie zamiast gruntów naturalnych. Znaczna część odpadów powęglowych pozostających po wydobyciu węgla kamiennego jest wykorzystywana do preparowania tzw. podsadzki wyrobisk kopalnianych podziemnych, utylizacji hałd węglowych w ramach technologii odzysku węgla i surowca do wytwarzania prefabrykatów betonowych, czyli technologii HALDEX [6, 7, 8], wykorzystywana do rekultywacji wyrobisk odkrywkowych po kruszywach, budowy i remontu dróg lokalnych, do budowy i modernizacji korpusów nasypów wodno-melioracyjnych, w tym wałów przeciwpowodziowych, ogroblowań kanałów i zbiorników wodnych oraz produkcji materiałów budowlanych. W budownictwie do tych samych celów co odpady powęglowe wykorzystuje się z podobnymi sukcesami także materiały po przetworzeniu zanieczyszczonych gruntów naturalnych. Aby możliwe było wykorzystanie tych materiałów jako gruntu budowlanego konieczna jest wiedza na temat oddziaływania ich na otaczające środowisko, w tym przede wszystkim skład chemiczny materiału oraz odcieków wodnych, a w następnej kolejności konieczne jest rozpoznanie ich parametrów geotechnicznych. Parametry geotechniczne dwóch wybranych rodzajów odpadów przemysłowych, które pod względem składu chemicznego nie stwarzają zagrożenia dla środowiska w przypadku ich wbudowania w korpusy nasypów okresowo piętrzących wodę, jakimi są wały przeciwpowodziowe, stanowią przedmiot niniejszego artykułu.

EN

Waste materials from industry are more and more often used for building purposes instead of natural soils. Large amounts of coal mine wastes are used to restore opencast aggregate mines, to build or rebuild local roads, to build or modernise the bodies of embankments including flood embankments, dikes around channels and water reservoirs and to produce building materials. Dust-slag compound, aggregates based on coal mine wastes and materials produced after processing contaminated soils are also used for these purposes. Understanding environmental impact and knowledge of chemical composition of these materials and their water eluates and finally their geotechnical parameters are necessary to use them as building grounds. Grain size distribution, maximum dry density of solid particles, optimal moisture content, shear strength of soil and coefficient of permeability have been tested to utilise these materials in hydrotechnical constructions e.g. when building flood embankments. Performed analysis of grain size distribution in mine wastes from Lublin Coal Mine revealed a clear effect of the storage time on obtained results. The older were the wastes the less coarse and the more fine particles they contained. Grain size distribution analysis for new materials originating from processed sediments showed that silt fraction dominated (52 - 54.6%) in MI sample and MII samples were dominated by sand fraction (50.2 - 53.2%). Grain size distribution of both samples based on percent content of particular fractions was classified as clayey loam (sasiCl). Maximum dry density of solid particles decreases and optimal moisture content increases with the time of storage of mine wastes in a heap. The values of optimum moisture content and maximum dry density of solid particles measured for sediment samples MI and MII markedly differed from the values obtained for samples of mine wastes. Optimum moisture content of processed sediments was higher by at least 12% (maximum by 33%) than the optimum moisture content of fresh and stored mine wastes. Maximum dry density of solid particles of the MI samples was lower by 0.651 Mgźm-3 and 0.385 Mgźm-3 for the MII samples than that of fresh mine wastes. Both waste materials were characterised by high angle of internal friction (24°- 55°) and high cohesion (21-67kPa), higher than natural compact grounds of similar grain size distribution. Analysed coal mine wastes may be classified as moderately and poorly permeable. Their coefficient of permeability is similar to that of mineral soils like fine, silted and loamy sands. The coefficient decreases with the time of their storage on a stockpile. New materials obtained after processing dredged sediments showed coefficient of permeability c. 10-5 mźs-1 (sample MI) or between 10-5 and 10-6 mźs-1 (sample MII). These values fall within the range typical for poorly permeable fine-grained soils like silted sands and clayey loams.

Słowa kluczowe

PL

odpady przemysłowe; odpady powęglowe

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Tom 10
• Strony: 633--644
• Opis fizyczny: bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Filipowicz P.

autor

Borys M.

• Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty

Bibliografia

• 1. Borys M., Filipowicz P.: Geotechnical parameters of mine wastes from The Lubelskie Coal Basin as a material for hydrotechnical embankments – Journal of Water and Land Development, No. 8, s.163-170, Falenty 2004.
• 2. Filipowicz P., Borys M.: Geotechnical properties of mining wastes and their utilization in civil engineering – rozdział w momografii pt.: „Problematic soils”, Eastern Mediterranean University Press 2005, volume 1, s. 259-267., Famagusta, Północny Cypr 2005.
• 3. Filipowicz P.: Wpływ czynników środowiskowych na parametry geotechniczne odpadów powęglowych w aspekcie ich zastosowania do budowy nasypów wodnomelioracyjnych. Rozprawa doktorska, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, s. 195, Falenty 2006.
• 4. Kawalec B.: Metody empiryczne ustalania wartości kątów tarcia wewnętrznego materiałów gruboziarnistych. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria: Budownictwo z. 40, s. 33-41, 1976.
• 5. Krzyk P.: Wpływ czasu składowania na zmianę wybranych parametrów geotechnicznych nie przepalonych odpadów powęglowych Kopalni Anna. Przegląd Naukowy Wydziału Inżynierii i Kształtowania Środowiska Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, z. 20, s. 41-53, Warszawa 2001.
• 6. Piecuch T., Opiełka J.: Techniczno-ekonomiczna analiza pracy zakładów utylizacji hałd. BIULETYN S.I.T.G. Informacja Techniczno-Ekonomiczna Jaworznicko- Mikołowskiego Zjednoczenia Przemysłu Węglowego. Zeszyt nr 4, s. 37-47, 1973.
• 7. Piecuch T., Opiełka J.: Możliwość a celowość utylizacji hałd Jaworznicko- Mikołowskiego Zjednoczenia Przemysłu Węglowego. BIULETYN S.I.T.G. Informacja Techniczno-Ekonomiczna Jaworznicko-Mikołowskiego Zjednoczenia Przemysłu Węglowego. Zeszyt nr 2, s. 69-78, sierpień 1974.
• 8. Piecuch T.: Utylizacja odpadów przemysłowych. Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej. Wyd. I-e rok 1996, Wyd. II-e rok 2000.
• 9. PN-88/B-04481: Grunty budowlane. Badanie próbek gruntu.
• 10. PN-EN ISO 14688-2:2006 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 2: Zasady klasyfikowania.
• 11. Skarżyńska K. M.: Odpady powęglowe i ich zastosowanie w inżynierii lądowej i wodnej. Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Krakowie, s. 199, Kraków 1997.
• 12. Skarżyńska K. M., Burda H., Kozielska-Sroka E., Michalski P.: Laboratory and site investigations on weathering of coal mining wastes as a fill material in earth structures. W: Reclamation, treatment and utilization of coal mining wastes. Pr. zbior. Red. A.K.M. Rainbow. Amsterdam: Elsevier Sci. Publ. B.V. s. 179–195, Amsterdam 1987.