Referenzen und Projektbeispiele


Referenzen

Geologie und Bergbau

  • Bewertung der Explosionsgefährdung durch schlagende Wetter im Endlager für radioaktive Stoffe in Gorleben (Deutschland). Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH (DBE).
  • Forschungs- und Entwicklungsprojekt: Dynamik abgesoffener oder gefluteter Salzbergwerke und ihres Deckgebirgsstockwerks; Erfassung geologischer, geotechnischer Daten, Rekonstruktion der Bergschadensentwicklung. Bundesministerium für Bildung und Forschung. 2006 - 2010
  • Erstellung von Erkundungs- und Forschungsbohrungen im Bereich Kali- u. Steinsalzbergbau im Raum Staßfurt; Planung und Erstellung von Erkundungsbohrungen zur Bewertung der Altbergbausituation. Landesamt für Geologie und Bergbau Sachsen-Anhalt 2005 – 2007.
  • Machbarkeitsstudie und Konzeptplanung zur Revitalisierung des Sylvinit-Bergwerkes Roßleben (Deutschland). Florett S.A. 2008.
  • Machbarkeitsstudie über Versatz- und Pfeilerrückbau in der Sylvinit-Grube Boulby (Großbritannien). Cleveland Potash Ltd. Boulby Mine, ICL 2008
  • Bewertung der Sylvinit/ Carnallitit Lagerstätte Berka/ Hachelbich (Deutschland). GSES mbH, Sondershausen 2008.
  • Geomechanische und geotechnische Standsicherheitsanalyse für den Rahmenbetriebsplan des Steinsalzbergwerkes Heilbronn (Deutschland). Südwestsalz AG 2009.
  • Technische Bewertung des ASEAN POTASH MINING PROJECT BAMNET NARONG THAILAND. SINOCHEM FERTILIZER COMPANY LTD. Beijing. 2007
  • Machbarkeitsstudie des Carnallitit-Projektes Thangone in Laos. SINOHYDRO MINING CO: (LAO), Ltd. Beijing. 2008
  • Geologisches Modell der Carnallitit-Lagerstätte Thangone in Laos. SINOHYDRO MINING CO: (LAO), Ltd. Beijing 2009
  • Standsicherheitsnachweis über das geplante Kavernenfeld Thangone in Laos. SINOHYDRO MINING CO: (LAO), Ltd. Beijing 2009
  • Erkundung, Konzeptplanung und Ausführungsplanung zur Verwahrung des Schachtes Immenrode (Deutschland). Thüringer Landesbergamt 2009.
  • Forschungs- und Entwicklungsprojekt: Druckluftspeicher zur Energiespeicherung in stillgelegten Salzbergwerken und Stabilisierung der Grubenhohlräume. Verbundvorhaben 0327637B im Förderprogramm des BMU zu Forschung und Entwicklung im Bereich Windenergie. 2007 - 2009
  • Machbarkeitsstudie über die Langzeitsicherheit des Kavernenfeldes Hengelo (Netherlands). Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V. 2010
  • Bewertung möglicher Wechselwirkungen zwischen dem Salzbergwerk Cote Blanche Island und einem geplanten Kavernen-Gasspeicher (Henry Gas Storage) in Louisiana (USA). North American Salt Company 2010
  • Technische Bewertung der Carnallitit-Lagerstätte Bamnet Narong in Thailand. Bangchak Petroleum Public Company Limited 2010.
  • Vergleich konventioneller Bergbau mit der Anwendung des Solution Mining Verfahrens zur Gewinnung der Carnallitit-Lagerstätte Bamnet Narong in Thailand. Bangchak Petroleum Public Company Limited 2010.
  • Bau, Lieferung und Installation von Blanket-Kontroll-Systemen für die Solution Mining Operation Thangone in Laos. SINOHYDRO MINING CO: (LAO) 2012.
  • Entwicklung und Lieferung eines Bohrlochzementes zum Einsatz in extrem sensiblen tachyhydritreichen Gebirgsbereichen. SINOHYDRO MINING CO: (LAO) 2012.
  • Machbarkeitsstudie über eine KCl-Produktion durch Solarevaporation im Gebiet des  Salmueras Ñamuc, Peru. Cementos Pacasmayo S. A. A. / Salumeras Sudamericanas S.A. 2012
  • FuE – Vorhaben Methoden zur nachhaltigen Abwehr von Bergbau- und Umweltgefahren in der West-Ukraine. Freistaat Thüringen, gefördert durch Mittel aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung. 2012
  • Machbarkeitsstudie über eine KCl-Produktion durch Solarevaporation im Gebiet des Salmueras Cañamac, Peru. Cementos Pacasmayo S. A. A. / Salumeras Sudamericanas S.A. 2012
  • Erkundungskonzept zur Untersuchung einer Lithium-reichen Lösungslagerstätte im Salar de Maricunga – Chile. Simbalik Group 2012
  • Bau, Lieferung und Installation von Blanket-Kontroll-Systemen der 2. Generation für die Solution Mining Operation Thangone in Laos. SINOHYDRO MINING CO: (LAO) 2013.
  • Geologische Vorratsberechnung und technische Bewertung einer Kalisalzlagerstätte in der Danakil Senke - Äthiopien. Circum Minerals / G&B Central African Resources Ltd. 2013 - 2014
  • Technische Bewertung einer Kalisalzlagerstätte in Laos. Bangchak Petroleum Public Company Limited - aktuell laufend
  • Begleitung des Anfahrprozesses des Solfeldes Thangone in Laos. SINOHYDRO MINING CO: (LAO) - aktuell laufend
  • Schachtanlage Asse Konzept- und Genehmigungsplanung für einen weiteren Schacht inklusive der Betreuung einer Erkundungsbohrung und geologische Bohrkernaufnahme (Remlingen 15). Bundesamt für Strahlenschutz - aktuell laufend
  • Technologisch-geomechanische Begleitung - Durchführung und Interpretation von Deformations-, Senkungs- und Konvergenzmessungen, Hydraulic Fracturing, in-situ und Laborprüfungen von Versatzmaterialien in den Bergwerken des Werra-, Südharz- und Saale Unstrut-Kalireviers (Teutschenthal) sowie in Baden-Württemberg – aktuell laufend
  • Geologische Vorratsberechnung und technische Bewertung einer Kalisalzlagerstätte in der Danakil Senke – Äthiopien. G&B Central African Resources Ltd., aktuell laufend.

FuE-Aktivitäten

  • Geomechanisch und geologisch-mineralogische Standortcharakterisierungen
  • Geophysikalische/ geomechanische Erkundung und Monitoring von in situ Testarealen
  • Entwurfsplanung und Ausführung von Messeinrichtungen und Versuchsinstallationen
  • Einbau von Messinstallationen und Versuchseinrichtungen in situ
  • Monitoring von in situ Versuchen mit geophysikalischen Methoden
  • Geologisch-mineralogische Grundlagenforschungen in leichtlöslichen Salzformationen
  • Standortcharakterisierungen für Dammbauwerke in leichtlöslichen Salzformationen

Nationale und Internationale Referenzen

Ausgewählte Auftraggeber

National

  • Wacker Chemie AG Salzbergwerk Stetten
  • SWS - Südwestdeutsche Salzwerke AG
  • NDH Entsorgungsbetreibergesellschaft mbH
  • GSES - Glückauf Sondershausen Entwicklungs- und Sicherungsgesellschaft mbH
  • BfS - Bundesamt für Strahlenschutz
  • DBE - Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH
  • GVV - Gesellschaft zur Verwahrung und Verwertung von stillgelegten Bergwerksbetrieben mbH
  • TLBA - Thüringer Landesbergamt
  • PtJ - Projektträger Jülich / Forschungszentrum Jülich GmbH
  • KIT - Karlsruher Institut für Technologie
  • IfG - Institut für Gebirgsmechanik GmbH
  • Technische Universität Bergakademie Freiberg

International

  • Akzo Nobel Industrials Chemicals B.V., Niederlande
  • The Bangchak Petroleum Plc. Ltd., Königreich Thailand
  • Cleveland Potash Ltd., Vereinigtes Königreich Großbritannien und Nordirland
  • Sinochem Corp., Volksrepublik China
  • Sinohydro Mining Corp., Demokratische Volksrepublik Laos
  • SIMBALIK Group Inversions Limitada, Republik Chile
  • Cementos Pacasmayo S.A.A, Republik Peru
  • North American Salt Company, Vereinigte Staaten von Amerika

Projektbeispiele

Wie stabil ist das Grubengebäude?

Zur Gewährleistung der Langzeitsicherheit im Bereich der Grubenfelder einer Reihe von stillgelegten Kalibergwerken im Südharz- und Saale-Unstrut-Kaligebiet sind nach der Einstellung der Förderung umfangreiche Verwahrungsmaßnahmen erforderlich geworden, die vor allem dem Schutz der Tagesoberfläche dienen. Dabei sind insbesondere die nachfolgend genannten gebirgsmechanischen Gefährdungspotentiale zu sehen:

  • Ablauf großräumiger übertägiger Senkungsprozesse mit hohen jährlichen Absenkungsraten bzw. zu erwartenden großen Erdsenkungen und negativen Auswirkungen auf Gebäude, Verkehrswege und Vorfluter,
  • bergbaulich induzierte seismisch-tektonische Aktivität in verschiedenen Feldesteilen,
  • latent bestehende Gebirgsschlaggefährdung durch den großflächigen Abbau von Carnallitit.

Die erforderlichen Verwahrungs- und Sicherungsarbeiten im Rahmen eines langjährig zu betreibenden Versatzbergbaus mit Steinsalz-Bergeversatz oder bergbaufremden Abfällen bedürfen intensiver wissenschaftlicher Begleitung. Hierzu werden im Vorfeld von und begleitend zu Versatzmaßnahmen komplexe geotechnische Analysen durchgeführt, in die die grubenfeldspezifischen Randbedingungen und umfassende geomechanische Parameter eingehen. In dem folgenden Schema werden die unterschiedlichen Randbedingungen und die zur Erfassung der geomechanischen Situation eingesetzten Verfahren deutlich.

In der fotografischen Dokumentation werden die makroskopischen gebirgsmechanischen Verhältnisse in den Feldesteilen und ihre zeitlichen Veränderungen (Beweissicherung) festgehalten.

Mit dem Verfahren des Hydraulic Fracturing werden systematische Spannungsmessungen durchgeführt und somit das zeitabhängige Entfestigungs- und Tragverhalten der Abbaupfeiler erfaßt.

Zusammen mit flächendeckenden konventionellen Deformationsmessungen (Pfeilerquerdehnung, Konvergenz) im Abbauhorizont und übertägigen markscheiderischen Senkungsmessungen ergibt sich ein zuverlässiges Bild des in situ-Spannungs-und Deformationszustandes. Zusätzlich wird eine flächendeckende seismische Überwachung mit unter- und übertägigen Aufnehmern zur Ortung, Untersuchungen und geotechnischen Analysen registrierter großräumiger seismischer Vorgänge durchgeführt.

Zum Einbringen von Versatzmaterial in versatzpflichtige Baufelder kommen unterschiedliche Substanzen und Verfahren zum Einsatz. Beim Steinsalzbergeversatz wird grubeneigenes Material zur Verfüllung der Hohlräume verwendet.

Seit Anfang der 90er Jahre werden in zunehmendem Umfang bergbaufremde Abfälle als hydraulischer Versatz in endzuverwahrende Hohlräume des mitteldeutschen Kalibergbaus eingebracht. Die Entwicklung geeigneter Versatzbaustoffe für Pump- oder Spülversatz, die den mechanischen und thermischen Dauerbeanspruchungen genügen und gleichzeitig langfristig keine chemischen Folgeschäden mit sich bringen, wird in der Abteilung für Entsorgungs- und Versatztechnik der K-UTEC vorgenommen. Der in flüssiger Form eingebrachte Versatz ist selbstnivellierend und erreicht bereits nach relativ kurzen Stillstandszeiten eine solche Festigkeit, daß er (bei nicht vollständig verfüllten Kammern) betreten und belastet werden kann. Damit ist es möglich, die Versatzwirksamkeit und den stabilisierenden Effekt der verfüllten Kammern nachzuweisen.

Die Beobachtung der übertägigen Senkungsprozesse bietet ebenfalls einen Nachweis für den Erfolg der vorgenommenen Versatzarbeiten. Es ist allgemein zu beobachten, daß mit Beginn der Hohlraumbildung durch Kaliabbau die Senkungsgeschwindigkeiten über Tage deutlich zunehmen und erst nach Wiederauffüllen der Hohlräume durch Versatzmaterial zur Ruhe kommen.

Komplexe geomechanische Überwachung von Grubenfeldern
Zeitliche Entwicklung der maximalen Senkungsgeschwindigkeiten an der Tagesoberfläche über einem Versatzabbau

Standort des ehemaligen Gipsbergwerkes Seckach

Gefährdungsbeurteilung der ehemaligen Gipsgrube Seckach

Im Umfeld der 1962 stillgelegten Gipsgrube Seckach wurden stellenweise hohe Lösungsgehalte im abströmenden Grund- und Oberflächenwasser festgestellt. Seit mehreren Jahren wird daher – veranlasst durch das Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB) – ein umfassendes hydrogeologisches Untersuchungsprogramm durchgeführt.

Aufbauend auf die Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen wurde die gutachterliche Arbeitsgemeinschaft arguplan GmbH / K-UTEC AG mit einer Gefahrenanalyse für die alten Grubenbaue unter Berücksichtigung rezenter Laugungsvorgänge beauftragt. Die Standfestigkeiten des Kammer-Festen-Systems sollten bewertet und für den Versagensfall potenzielle Einwirkungen auf die Tagesoberfläche abgeschätzt werden.


Asse Schacht V - Erkundungsbohrung Remlingen 15, 4L

Die Rückholung von radioaktiven Abfällen aus der Schachtanlage Asse II stellt nach jetzigem Kenntnisstand die beste Stilllegungsoption dar. Um die Rückholung aller Stoffe durch die derzeit bestehenden Randbedingungen der Schachtanlage möglichst schnell ausführen zu können, war die Planung eines weiteren Tagesschachtes in die Überlegungen einzubeziehen.

Der Ansatzpunkt eines möglichen Schachtes war dementsprechend zu planen und auszuwählen. An dieser Vorzugslokation sollte zunächst eine Erkundungsbohrung abgeteuft werden, um die Eignung des gewählten Standortes zu überprüfen. Die unterschiedlichen Randbedingungen wie bspw. übertägige, geologisch-geotechnische und betrieblich-bergtechnische Verhältnisse der Schachtanlage wurden diesbezüglich analysiert. Aufgrund der komplexen geologisch-hydrogeologischen Bedingungen des Deckgebirges und des Salinars sowie des hohen untertägigen Durchbauungsgrades kam diesen Punkten eine entscheidende Bedeutung bei der Auswahl eines potentiellen Ansatzpunktes für eine Vor- und Erkundungsbohrung zu.

Die Bohrung wurde am 05. Juni 2013 begonnen und am 30. Juni 2014 beendet. Sie wurde bis in eine Tiefe von 900 m niedergebracht. Zeitweise wurden die reinen Bohrarbeiten für die Durchführung von geophysikalischen und hydraulischen Bohrlochmessungen sowie für Spannungsmessungen unterbrochen.

Zur Bearbeitung des Gesamtprojektes wurde die ARGE zwischen den Firmen DMT (Deutsche Montantechnologie, Essen), K-UTEC AG (Sondershausen) und TS (Thyssen Schachtbau, Mühlheim an der Ruhr) gebildet. Der K-UTEC AG oblag dabei die komplette Vor-Ort-Betreuung, Steuerung der Subunternehmer sowie die geologische Feldaufnahme des gewonnenen Bohrkernes einschließlich Probenahmen.

Die geologische Bohrkernaufnahme- und ansprache vor Ort umfasste folgende Tätigkeiten für den Geologen auf dem Bohrplatz:

  • Vorbereitung der Kernkisten (Beschriftung mit Teufenangabe, Kernmarschnummer, Kernmarschlänge, Kernmarschteufe, Kernkistennummer),
  • Entnahme der Bohrkerne aus dem Kernrohr,
  • Vermessen der Bohrkernlänge (Kernmarschlänge),
  • Bestimmung des RQD-Index am ausgelegten Kernmarsch,
  • Zurechtschneiden des Bohrkernes entsprechend der Kernkisten,
  • Ablage der Bohrkernstücke in die vorbereiteten Kernkisten,
  • Verpackung der Kerne in vorbereitete Folien zum Schutz vor Nässe und Austrocknung,
  • Transport der Kernkisten in den Bohrkernaufnahmecontainer auf dem Bohrplatz,
  • Säuberung der Bohrkernoberfläche mit geeignetem Fluid,
  • erste geologische (lithologisch, stratigrafisch) Beschreibung,
  • Anfertigung eines Protokolls,
  • fotografische Dokumentation (Übersichtsfotografie),
  • Anfertigung von ggf. notwendigen Detailfotos,
  • Verpackung der Kerne in den Kernkisten,
  • Ablage der Kernkisten und Transport in das vorgesehene Kernlager.
Bohrplatz-Impressionen

Salzsee-Erkundung und Lagerstättenbewertung in Peru - Salmueras Namuc und Salmueras Canamac

Das Gesamtprojekt der Lagerstättenerkundung und Bewertung untergliederte sich in zwei verschiedene, jedoch aneinander angrenzende, Erkundungsflächen (Namuc und Canamac) eines küstennahen Salzsees in der Region Piura, Peru. Zudem wurde das Projekt unterteilt in eine Planungs-, eine Erkundungs- und eine Auswerte- bzw. Bewertungsphase.

Die Planungsphase umfasste ein ausführliches geowissenschaftliches Erkundungskonzept, in welchem alle Maßnahmen zur Gewinnung von Basisdaten der zu bewertenden Fläche beschrieben wurden. Dazu gehörten u.a. Konzepte für die geologische Erkundung (Bohrungen), geophysikalische Erkundung (Geoelektrik, Seismik usw.) und hydrogeologische Erkundung (Pumpversuche).

Die Erkundungsphase (vor Ort) wurde durch die K-UTEC AG überwacht, gesteuert und vor Ort betreut. Die geologischen Erkundungsarbeiten (Bohrungen) wurden von lokalen Bohrunternehmen ausgeführt. Die Umsetzung der geophysikalischen Untersuchungen erfolgte durch K-UTEC Personal. Für die hydrogeologischen Tests und Pumpversuche wurde ein Subunternehmen beauftragt; die entsprechenden Ergebnisse wurden in die Auswertungen von K-UTEC direkt einbezogen.

Mit Hilfe der gewonnenen Daten wurde jeweils eine Ressourcenabschätzung der in der Lagerstätte und den Teilflächen (Namuc und Canamac) vorkommenden salinaren Lösung vorgenommen.

3D Darstellung von Bohrungen und Schnitten
Bsp. Darstellung von Bohrprofilen
Darstellung von Fließrichtungen
Darstellung von Porositäten
Bsp. für Ressourcenausweisung

Lagerstättenerkundung und Bewertung in Äthiopien, Danakil Senke

Für die Fachbereiche Geophysik sowie Geomechanik & Bergbau umfasste dieses Projekt die geologische und lagerstättenkundliche Beschreibung, die Bewertung der vorhandenen mineralischen Ressourcen sowie die Auswertung bohrlochgeophysikalischer Daten für eine Erkundungsfläche in der Danakil Senke in Äthiopien.

Alle Informationen aus abgeteuften Bohrungen (Lage, Ansatzhöhe, Tiefe, geologische Schichten, Mächtigkeiten usw.) und durchgeführten geophysikalischen Messungen wurden in einer Datenbank gesammelt. Mit Hilfe von entsprechenden Visualisierungsprogrammen (Voxler, RockWorks) wurden die Informationen 2D und 3D dargestellt.

Zusätzlich erfolgte die chemische Analyse von zahlreichen Proben des Kernmaterials. Aus diesen Informationen und in Kombination mit den geologischen und geophysikalischen Kenntnissen wurde eine Ressourcenabschätzung vorgenommen.

Die Bearbeitung des Projektes sowie die Erstellung des Berichtes erfolgte nach international gültigen Standards. In diesem Fall wurde ein NI 43-101 Bericht nach dem gültigen CIM-Standard für den Auftraggeber angefertigt.

Die K-UTEC AG verfügt über entsprechend qualifiziertes Personal (qualifiziert im Sinne einer Qualified Person, ernannt durch die EFG (European Federation of Geologists)), welches durch den Titel des EuroGeologen befähigt ist, die entsprechenden Berichte zu erstellen und zu betreuen. Zusätzlich verfügt die K-UTEC AG über Personal mit der Qualifikation des FIMMM (Fellow of the Institute of Materials, Minerals and Mining).

Lokation des Projektgebietes in Afrika/Äthiopien
Satellitenbild und Standort von Bohrungen
Erarbeitung von Mächtigkeitskarten
Ausweisung von Ressourcenflächen