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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nachgewiesen werden, sondern es werden, eine ständige Sättigung und nachfließende
Deckgebirgslösung vorausgesetzt, nur die mechanisch am stärksten beanspruchten
Deckgebirgsbereiche mit hydraulischen Drücken beaufschlagt.
Für FLAC wurde ein Unterprogramm geschrieben, welches fortlaufend im
Berechnungsablauf die im Deckgebirge erreichten Scherdeformationen abfragt und bei
Erreichen des aus dem Laborversuch bekannten kritischen Betrages eigenständig
Fluiddrücke in Höhe des hydraulischen Gradienten initialisiert. Dabei ist es jedoch
notwendig, die hydraulischen Drücke allmählich in Abhängigkeit von der erreichten
Materialschädigung aufzubauen. In Bezug auf den effektiven Durchtrennungsgrad von
Klüften oder in Scherbändern wird die Wichtung des Fluiddruckes über einen „Wirkfaktor für
strukturelle Integrität WF“ gesteuert. Der Wirkfaktor wird in Rückrechnungen bestimmt und
der angesetzte Fluiddruck bewirkt eine Mobilitätserhöhung. Diese Mobilität impliziert
zusätzlich die im 2D-Modell nicht abzubildenden Querstörungen im Nahbereich des
Bergwerks, aber auch Einflüsse der zweidimensionalen Modellierung (eine Bruchzone mit
dem dort wirkenden Fluiddruck ist im theoretisch unendlichen 2D-Modell normal zur
Modellebene überbewertet). Der Wirkfaktor für strukturelle Integrität kann nur integral
verwendet werden, eine Quantifizierung der einzelnen Bestandteile ist nicht möglich. Er ist
nur über Rückrechnungen zu identifizieren, da seine Größe von den sich ausbildenden
bergbaulichen Spannungs- und Deformationsfeldern im Deckgebirge abhängt, die zunächst
nicht bekannt sind. Während der Rechnungen wurde ein Wirkfaktor für die strukturelle
Integrität zwischen 0,6 und 1 verwendet.
Im Rechenmodell kommt es Mitte der 80er Jahre im Oberen Buntsandstein, insbesondere im
Rötanhydrit, zu den beschriebenen Festigkeitsüberschreitungen der angesetzten
Laborwerte, in deren Folge die hydraulischen Drücke mit einem Initialisierungsbefehl
eingeschrieben werden. Das bewirkt eine Verringerung von Scherwiderständen in der
Gebirgsmatrix bzw. von Reibungswiderständen auf Trennflächen und damit insgesamt eine
Absenkung der Eigentragfähigkeit. Daraus resultiert eine zusätzliche auf die Südflanke
gerichtete bankrechte Spannungskomponente, die zu einer Beschleunigung der
Deckgebirgsverschiebungsraten in der gemessenen Größenordnung führt.
Die beschriebene Modellierung basiert auf Methoden der Ingenieur- bzw. Strukturgeologie
und steht im Einklang mit den beobachteten gebirgsmechanischen Erscheinungen. Die
berechneten Festigkeitsüberschreitungen im Rötanhydrit liegen in den gleichen Bereichen im
südlichen Deckgebirge, in denen auch eine verstärkte mikroseismische Aktivität lokalisierbar
ist [19]. Weiterhin sind Entfestigungserscheinungen und Auflockerungen in der
Steinsalzbarriere zum Deckgebirge in dem Bereich der oberen Abbausohlen nachweisbar,
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