berg bau Zeitschrift für Rohstoffgewinnung, Energie, Umwelt - RDB eV

Tagebausanierung
Ereignisse zugeordnet werden, so dass
für die Auswertung von zeitabhängigen
Daten die Zeitpunkte verwendet wurden,
die aus den seismischen Aufzeichnungen
ermittelt wurden. Die Verflüssigungszeitpunkte
sind in Bild 7 auf der Zeitachse
markiert.
6 Ereignis des Typs 1, überwiegend
nur Einsenkungen und geringe
Oberflächenschäden
Danach wurden die meteorologischen
Daten vor dem jeweiligen Verflüssigungszeitpunkten
erhoben (Bild 7). Es handelt
sich dabei um Tageswerte der mittleren
Temperatur und um Niederschlagssummen
der DWD-Station Cottbus. Dabei
zeigte sich, dass fast alle Ereignisse an
hohen Niederschlag und/oder Frost gebunden
sind. Beim Niederschlag ist dabei
ein längerer Zeitraum vor dem Ereignis
maßgeblich. Dazu wurde die Summe der
Niederschläge für 7, 30 und 90 Tage vor
dem Ereignis berechnet. In Bild 7 ist die
90-Tage-Ganglinie dargestellt. Des Weiteren
wurde der Mittelwert der Temperatur
aus den 10 Tagen vor einem Verflüssigungsereignis
berechnet und in Bild 7
dargestellt.
Frostperioden sind daran erkennbar,
dass der Mittelwert der Lufttemperatur
der 10 Vortage unter 0 °C liegt. Aus Bild 7
ist ersichtlich, dass die meisten Ereignisse
bei Frost und damit im Winterhalbjahr
aufgetreten sind. Sowohl Frost als auch
langanhaltende Niederschläge führen zu
einer Reduzierung der Gasdurchlässigkeit
der oberen Bodenzone an der Geländeoberkante.
Bei Niederschlägen sättigen
die oberen Dezimeter auf, wodurch sich
zwangsläufig die Gasdurchlässigkeit reduziert.
Frost und langanhaltende Nieder-
schläge fördern damit das Auftreten von
Bodenverflüssigungen, wobei die eigentliche
Ursache in der Unterbindung des
Gaspfades liegt. Bei dem ab ca. 1 bis 2 m
Tiefe anstehenden Kippengas in der ungesättigten
Zone ist der Sauerstoffanteil der
Luft nahezu vollständig durch CO 2 ersetzt.
Die genaue Wirkungsweise des CO 2 bei
der Verflüssigung wird derzeit untersucht.
Bei der Untersuchung wurden auch
die Parameter Luftdruckveränderung und
Wind untersucht. Diese sind nur in wenigen
Fällen auffällig, z.B. im Zusammenhang
mit dem Orkan Kyrill im Jahr 2007. Bei den
meisten Ereignissen spielen Luftdruckveränderungen
und Wind jedoch keine Rolle.
7 Vergleich der Ereigniszeitpunkte mit der Temperaturentwicklung
und der Summe der Niederschläge
Morphologie der
Geländeoberfläche
Durch den Vergleich der Geländeoberflächen
(vor der Verflüssigung) der von
Verflüssigung betroffenen Flächen lässt
sich der Einfluss von Böschungen feststellen.
Zu diesem Zweck wurde innerhalb
jeder verflüssigten Fläche eine „kritische“
Böschung bestimmt. Es handelt sich dabei
um eine subjektive Auswahl anhand
der Parameter
●
●
● niedriger Grundwasserflurabstand am
Böschungsfuß.
Bei dieser „kritischen“ Böschung könnte
genannten Parameter sind in Bild 8 dargestellt.
Auf der Abszisse ist ein Produkt
„kritischen“ Böschung angegeben, da
beide Faktoren die Standsicherheit einer
-
schungsfuß der kritischen Böschung dargestellt.
Die Verflüssigungsereignisse des
Typs 1 sind durch Böschungen gekennzeichnet,
die geringe Höhenunterschie-
stand
zum Ereigniszeitpunkt zwischen
4 m und 11 m und damit meist groß. Bei
Verflüssigungsereignissen des Typs 2
ist die kritische Böschung deutlich ausge-
liegt immer
über 0,2 (zum Vergleich, eine Böschung
mit 2 m Höhenunterschied und einer
Neigung von 1:10 ergibt einen Wert von
großen Horizontalverschiebungen
weisen einen Wert
von >0,7
auf (Bild 8). Bei
0,2< 0,7 können
Horizontalverschiebungen
von
mehreren Hundert
Metern auftreten.
Durch die in Bild 8
vorgenommene
Auswertung wird
deutlich, dass die Ereignisse
des Typs 2,
die große Schäden
an der Geländeoberfläche
hinterlassen,
an „ausgeprägte“
Böschungen mit einem geringen Grundwasserflurabstand
am Böschungsfuß gebunden
sind. Ein negativer Grundwasserflurabstand
bedeutet, dass am Böschungsfuß Wasser
über der Geländeoberfläche angestaut ist.
Die Verflüssigungen des Typs 1 und
des Typs 2 haben die selbe(n) Ursache(n),
auch wenn diese letztlich noch unbekannt
ist/sind. Die Verflüssigungen des Typs 2
verursachen nur deshalb erheblich größere
Oberflächenschäden, da dort Horizontalbewegungen
auftreten. Diese sind
an „bewegtes“ Gelände (Hügel) gebunden,
durch die wesentlich mehr potentielle
Energie im System gespeichert ist, die
sich in kinetische Energie bei der Verflüssigung
umwandelt.
Die natürlichen Initiale, die insbesondere
zu den Verflüssigungsereignissen des
Typs 1 führen, sind Gegenstand weiterer
Forschungsvorhaben.
Sanierungsvarianten
Die Innenkippen im Zuständigkeitsbereich
der LMBV werden derzeit einer
Bewertung hinsichtlich der Gefahr der
206 bergbau 5/2013