On 30 November 2001 at 12:03 p.m., the Morsleben repository shook the local area. What had happened? In order to safely decommission a warning system based on explosives, it was necessary to carry out a final detonation of 10 kilograms of explosives. In the past, the warning system served to warn the mine’s workforce in the event of an emergency. During the detonation, around 4,000 tonnes of salt fell from the ceiling – known as the roof in mining terminology – onto the floor of an old, sealed-off mining chamber. The tremors could even be felt in people’s houses in Morsleben. For experts, the incident came as no surprise. The geomechanical weaknesses in the central part of the pit were well-known and were subject to constant monitoring. Experts were already discussing plans for stabilisation. The mining authority responsible issued an order to act quickly to stabilise the central part of the repository. This resulted in the measure referred to as the “prevention of mining hazards in the central part”, which had a transformative impact on operations over subsequent years. Salt concrete and pumps In mining, there are various ways of backfilling cavities for the purpose of stabilisation. To enable rapid implementation of the measure and therefore the achievement of a load-bearing effect from an early stage, the experts decided to introduce a pumpable, self-curing construction material. The special concrete introduced consisted of rock salt, cement, stone coal filter ash, lime dust, a small amount of sand, and water. As the main additive is rock salt, this material is also known as “salt concrete”. In order to introduce the salt concrete into the Bartensleben pit in the necessary quantities, a large infrastructure programme was needed in order to develop the first to third levels. Until that point, only the fourth level of the pit had well-developed infrastructure: it was from this level that the salts were brought to the surface until 1969, and the level was subsequently used for final disposal. In total, over 1,000 metres of existing mine galleries were expanded from a small cross section that was only passable on foot to a size that was suitable for vehicles. It was necessary to completely recreate 1,250 metres of galleries. Two of these galleries – in this case, slightly inclined underground passages – connect several levels with one another so that it is now possible to travel across all levels by vehicle. Another key aspect of the infrastructure programme was the plant technology needed for pumping operations. Pumps, pipework and fittings were installed both above and below ground. The corresponding mining chambers were prepared before backfilling began. All accesses were to be tightly sealed in order to prevent the uncontrolled spread of salt concrete within the pit. The preparatory work concluded with the drilling of targeted backfilling boreholes, which was a challenging undertaking for the mine surveyors and miners alike. These boreholes had to be positioned so that at least 70% of the ceiling surface of the mining chambers had a connection to the salt concrete. This was necessary in order to achieve the greatest possible stabilisation. In September 2003, less than two years after the collapse of 4,000 tonnes of rock in the central part, the miners began backfilling the first mining chamber, excavation 1a on the third level. Half a year later, the chamber had been filled with 26,165 cubic metres of salt concrete. This was followed by a further 26 mining chambers by February 2011. In total, around 935,000 cubic metres of salt concrete were introduced in this way – compared with the previously calculated volume of 935,119 cubic metres for the 27 mining chambers. The degree of backfilling is therefore over 99%. The work was an enormous undertaking in engineering and mining terms, and allowed considerable experience to be gained in the handling of salt concrete as a construction material. At the same time, this experience provides technical proof that the planned backfilling of cavities is feasible as part of decommissioning (see Unwanted change: stabilisation measures for decommissioning ). The accompanying operational geotechnical monitoring has demonstrated that the aim of stabilising the central part of the Bartensleben pit has been achieved and that the Morsleben repository can be operated and decommissioned safely. Decommissioning of the Morsleben repository Short information about the Morsleben repository
Das Projekt "Untersuchungen zur Langzeitsicherheit von UTD in Salzformationen der flachen Lagerung im Zusammenhang mit dem Verformungs- und Bruchverhalten - Phase III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFG Institut für Gebirgsmechanik GmbH durchgeführt. Die Beurteilung der Langzeitsicherheit von UTD im Salzgebirge setzt Kenntnisse über das Verformungs- und Bruchverhalten der Grubenbaue voraus. Während für Salzstöcke umfangreiche Untersuchungen durchgeführt wurden, müssen Untersuchungen für Grubengebäude in der flachen Lagerung noch vertieft werden. Dies ist von Interesse, da das im deutschen Kali- und Salzbergbau vorhandene Hohlraumangebot, dass für die Einlagerung gefährlicher Abfälle genutzt werden könnte, zum größten Teil der flachen Lagerung zuzuordnen ist. Das Vorhaben umfasst die Fortführung und den Abschluss von geotechnischen In-situ-Messungen in einem Steinsalzbergwerk der flachen Lagerung, die im Rahmen des BMBF-Vorhabens 02C00629 begonnen wurden. Die Fortführung ist notwendig, um die für Langzeitsicherheitsbetrachtungen entscheidende stationäre Kriechphase zu erfassen, die im bisherigen Verlauf noch nicht erreicht wurde. Das Ziel ist der Abschluss der Erarbeitung von Rechenmodellen und Kriterien für Aussagen zur Langzeitsicherheit.
Das Projekt "MOE - Vorhaben 'Aufbau einer Pilotstrecke zur Frueherkennung von untertaegigen Grubenbraenden in der Grube ESTONIA und Schulung des Bedienungsspersonals'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben A: Zum Stand der hydraulischen Rohrfoerderung und Entwicklung von Konzepten zur Kopplung von Aufbereitung, Gewinnung und Versatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Bergwerks- und Hüttenmaschinenkunde durchgeführt. Das F+E-Vorhaben will die Kohlenfoerderung und den Bergetransport ganzheitlich in Zusammenschau mit der Aufbereitung und dem Versatz auf ihre gegenseitigen Interdependenzen untersuchen sowie die Moeglichkeiten einer Kopplung dieser Teilaufgaben mittels eines integrierten hydraulischen Foerdersystems aufzeigen. Neben der technischen Auslegung des hydraulischen Foerdersystems sind verfahrenstechnische Gesichtspunkte sowie gesundheitliche und ergonomische Folgen zu untersuchen. Die technischen Untersuchungen beziehen sich auf geeignete Haufwerkszerkleinerung, Aufgabeapparate, Pumpen und Rohrleitungen. Die hydraulische Dickstoff- und Truebefoerderung werden getrennt betrachtet. Die verfahrenstechnischen Untersuchungen behandeln neben den Fragen der Zuschnitts- und Aufschlussplanung die Auswirkungen auf die Infrastruktur des Grubengebietes. Zusaetzlich ist die geringere gesundheitliche Belastung und die verminderte Kohlenstaubexplosionsgefahr infolge der verringerten Staubentwicklung zu untersuchen.
Das Projekt "Evaluierung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der CO2-Speicherung in 'in situ' umgewandelten Kohleflözen - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziele: Zielsetzung des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung und Untersuchung zur Nutzung von synthetischem Gas aus der Untertagevergasung (UTV) und einer anschließenden Kohlendioxid-Speicherung in den resultierenden Überresten der in situ umgewandelten Kohleflöze als einen Beitrag für ein zukünftiges Niedrigemissions-Kraftwerk. Gleichzeitig ist geplant, die Untertagevergasung unter Berücksichtigung des derzeitigen Standes der Technik, der zu erwartenden Auswirkungen auf die Umwelt und der Möglichkeiten zur Kombination mit der Kohlendioxid-Speicherung zu bewerten. Die Bearbeitung des Verbundvorhabens verläuft auf der Grundlage von vier Arbeitspaketen, welche in enger Kooperation der beiden Projektpartner bearbeitet werden. Es ist geplant, die Untertagevergasung im Hinblick auf den Stand der Technik, die Umweltauswirkungen und die Möglichkeiten zur Kombination mit der Kohlendioxid-Speicherung zu bewerten. Weiterhin sind Laborversuche an Proben von vergasten Kohlen- und Deckschichtengesteinen beabsichtigt. Die Untersuchungsergebnisse dienen zur Evaluierung der Kohlendioxid-Speicherpotentiale und der Wirtschaftlichkeit der Methode. Einen weiteren Arbeitsschwerpunkt bilden numerische Modellierungen des Mehrphasenflusses in der Speicherformation und den Deckschichten.
Das Projekt "Integrationskonzept des Multisensors zur Erkennung der Kohle-Gesteins-Grenzschicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eickhoff Maschinenfabrik und Eisengießerei durchgeführt. Innerhalb des FE-Vorhabens 'Sensorgefuehrte Walzenladersteuerung entlang der Kohle-Gesteines-Grenzschicht' sind durch Feldmessungen 3 Sensoren ermittelt, die bei der schneidenden Gewinnung von Kohle eine messtechnische Erfassung der Grenzschicht Kohle/Nebengestein ermoeglichen. In der zweiten Phase des Vorhabens sollen die Erkenntnisse der ersten Phase in eine automatische Schneidwalzen-Hoehensteuerung umgesetzt werden. Dazu ist die Sensorik als Prototyp in den Walzenlader zu integrieren. Walzenlader-Baueinheiten, Komponenten fuer die Messwerterfassung, Messwertverarbeitung, -datenuebertragung, einschliesslich Software, sind zu entwickeln. Die Funktionsfaehigkeit der automatischen Schneidwalzen-Hoehensteuerung wird zunaechst am kuenstlichen Kohlenstoss und anschliessend im praktischen Einsatz unter Tage erprobt. Fuer den Untertageeinsatz werden von der Firma Eickhoff die Antragsunterlagen zur Vorlage bei der Zulassungsbehoerde erstellt.
Das Projekt "Gefügestabilisierter Salzgrusversatz (GESAV) - Phase 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, Vorschläge bzw. Grundrezepturen für einen Steinsalzversatz vorzuschlagen, dessen Gefüge so stabilisiert ist, dass nach dem Einbau ein praktisch 100 Prozent-iger Befüllungsgrad erreicht wird und die Stützwirkung des Versatzes so hoch ist, dass Auflockerungen (Rissbildungen) im umliegenden Gebirge ausgeschlossen werden können. Gleichzeitig soll eine Anfangspermeabilität des Versatzes von kleiner als 10 exp(-14) m2 erreicht werden. Die Parameter Verformungswiderstand und Permeabilität sollen sich mit zunehmender Einwirkungszeit der Gebirgskonvergenz verbessern. Diese Gefügestabilisierung kann durch den Zusatz von Bindemitteln in Form einer Bindemittelmatrix und durch die Ausnutzung von Rekristallisationsvorgängen oder Phasenneubildungen erfolgen. Dabei unterscheidet sich der gefügestabilisierte Salzgrus von einem bindemittelhaltigen Baustoff durch seinen geringeren Bindemittelgehalt. Die Bestimmung des optimalen Bindemittelgehaltes ist ein Hauptziel der Rezepturentwicklung.
Das Projekt "Teilprojekt A05: Invention Engineering â€Ì eine Methode zur Erschließung neuer Ideen und Inspirationsquellen für materialminimierte Carbonbetonstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Gebäudelehre und Entwerfen durchgeführt. Das TP A05 (Noennig) erforscht, wie durch gezielte Inspirationsimpulse v. a. durch visionäre Werke aus den bildenden Künsten und der Literatur tradierte Denkmuster im Bauwesen aufgebrochen werden können. Es entwickelt und validiert eine eigenständige Methode, die Ingenieur*innen dazu befähigt, neue Inspirationsquellen zu erschließen, um radikal andere Entwurfs- und Konstruktionsideen in hoher Geschwindigkeit und Quantität zu generieren. Um neue Konzeptionspfade auszuloten und die Output-Rate von Ideen und Innovationen zu erhöhen, werden Techniken aus den Design Sciences, der Kreativitäts- und Innovationsforschung wie auch digitale Informations- und Wissenstechnologien im neuen Verfahren des 'Invention Engineering' zusammengeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben B: Entwicklung eines integrierten hydraulischen Rohrfoerdersystems zur Kopplung von Rohkohlenfoerderung und Bergetransport mit Aufbereitung und Versatz im Steinkohlenbergbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhrkohle AG durchgeführt. Eine vergleichende Untersuchung von Foerderkosten konventioneller und hydraulischer Verfahren unter Beruecksichtigung zusaetzlicher Kosten hydraulischer Foerderung durch Feinstkornentwaesserung und Erloesausfall ergibt, dass die hydraulische Foerderung 6-14 Prozent hoehere Kosten aufweist als die konventionellen Verfahren Band- bzw Wagenfoerderung. Fuer die Rechnungen wird eine Fehlergrenze von plus/minus 10 Prozent angenommen, so dass die Differenzkosten innerhalb dieser Grenzen liegen. Kostenmaessige Vorteile der Rohrfoerdersysteme konnten im Rahmen dieses Vorhabens nicht umfassend untersucht werden. Erste Schaetzungen lassen erwarten, dass durch die Kostenbeeinflussung angrenzender Bereiche fuehlbare Vorteile zugunsten der hydraulischen Rohrfoerderung entstehen. Die Vision einer hydraulischen Rohrfoerderung fuer Kohle wie auch fuer feinkoernige Abgaenge aus Aufbereitung und Kraftwerken bzw Verbrennungsanlagen wird als kostenguenstig, technisch wegweisend und umweltschonend betrachtet. Die hydraulische Rohrfoerderung kann in Ergaenzung mit leistungsfaehigen Personenbefoerderungs- und Transportsystemen einen neuen Innovationssprung im Steinkohlenbergbau ausloesen.
Das Projekt "Produktionstechnische Untersuchungen zu Veredelung, Recycling und Behandlung von Reststoffen als Bestandteile hochwertiger Baustoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt. Zielsetzung: Verwendung von Reststoffen aus der Kohleverbrennung anstelle von natuerlichen Rohstoffen fuer Untertage-Baustoffe mit erhoehter Ausbauwirkung. Arbeitsprogramm: Konzepte fuer neuartige Baustoffe mit definierten mechanischen Eigenschaften, sicherem chemischen Einbindevermoegen, hoher Verformbarkeit und geringer Abrasivitaet: - Wahl von Bindemittel und anderen Komponenten; - Rezeptur der Mischungsverhaeltnisse optimieren; - Umsetzung in marktfaehige Produkte und Erprobung.
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