PDF, 15 MB, Datei ist nicht barrierefrei - Asse II

B IfG 19/2003 Rev. 02
Tragfähigkeitsanalyse des Gesamtsystems der Schachtanlage Asse
in der Betriebsphase
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In der praktischen Umsetzung der Schutzfluideinleitung im Grubengebäude ist davon
auszugehen, dass die Größe des luftgefüllten Porenanteils wesentlich von der
Einleitungsrate und dem hydrostatischen Druck infolge der Überstapelungshöhe abhängt. Es
ist zu erwarten, dass mit einem langsameren Lösungsspiegelanstieg ein größerer
Porenanteil gesättigt und die darin befindliche Luft verdrängt wird. In Auswertung der
Laborversuche sind dabei in den Versatzbereichen mit geringerer Porosität höhere Luft-
Volumenanteile (bezogen auf den zur Verfügung stehenden Gesamtporenraum)
anzunehmen. Mit ansteigender Überstapelungshöhe erhöht sich im jeweiligen
Betrachtungsniveau der hydrostatische Druck. Da die Versatzkörper in den Abbauen und
Kammern gegenwärtig Versatzspannungen von nur wenigen bar aufweisen, ist bei einem
höheren hydrostatischen Druck des Schutzfluides von Festigkeitsverlusten in der Kornmatrix
und einem Verlust von Kornbindungskräften entsprechend des Effektivspannungskonzeptes
auszugehen. Dabei kann es zu Versatzsackungen kommen. Weiterhin sind erhöhte
Permeationen im Versatz zu erwarten und Porenräume, die bei einer drucklosen
Fluideinleitung unzugänglich waren (Sackporen), werden gleichfalls gesättigt. Da solche
Permeationvorgänge zeitabhängig sind, wird sich der lösungsgefüllte Porenanteil zeitlich
vergrößern. Das Schutzfluid dringt infolge des Überdruckes in die luftgefüllten Poren ein und
komprimiert bzw. verdrängt die Luft. Bei einer Überstapelung des Versatzkörpers mit
luftgefüllten Poren z.B. um 400 m erreicht der hydrostatische Druck bereits ca. 52 bar. Damit
wird die Luft, wenn sie nicht entwichen ist, in den Poren auf etwa 2 % des
Ausgangsvolumens komprimiert bzw. der luftgefüllte Porenraumanteil verringert sich von φ Luft
von 5 – 8 % auf φ Luft von 1 bis 2 ‰.
Bei der Überwachung des zeitlichen Einleitungsfortschrittes im Grubengebäude ist zu
beachten, dass die Fluidpermeation im Versatz zeitabhängig abläuft und es wahrscheinlich
auch zu unerwarteten Abfällen des Fluidspiegels bei Anschluss von noch nicht gesättigten
Versatzbereichen kommen wird. Ab einer Überstapelungshöhe von 100 m wird erwartet,
dass nahezu der gesamte Porenraum lösungserfüllt ist.
Auf Grund der Erfahrungen aus schon gefluteten Salzbergwerken gilt als sicher, dass
Hochlagen im Grubengebäude (Kammer- und Streckenfirsten) z.T. lufterfüllt bleiben werden.
Das geplante Einleitregime für das Schutzfluid sieht daher bis zur 700-m-Sohle eine
bereichsweise Auffüllung der durch Strömungsbarrieren unterteilten Bereiche des
Grubengebäudes über Bohrungen vor [27]. Oberhalb der 700-m-Sohle beschränkt sich das
Grubengebäude im wesentlichen auf die über 10 Sohlen und in 9 Kammerreihen leicht
vertikal versetzt übereinander angeordneten Abbaue an der Südflanke, die durch Durchhiebe
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