Risiken durch Grubenwasseranstieg

Auswertung von bestehenden Leitnivellements und ihre Analyse über gefluteten alten Grubenfeldern bezüglich eingetretener Höhenänderungen

Umstrukturierungen und Schließungen im europäischen Bergbau werden dazu führen, dass heutige Wasserhaltungsmaßnahmen zur Senkung des Grubenwasserpegels in großen Kohlenvorkommen in den kommenden Jahren verändert werden müssen. In einigen Teilen der Kohlenlagerstätten wird die Grubenwasserhaltung ganz eingestellt werden.

Die Literatur zu diesem Thema beschrieb schon in der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts besondere Phänomene (Bodenhebungen und senkungen über Tage), die im Zusammenhang mit der Flutung früherer Abbaubereiche aufgetreten waren.

Unter Berücksichtigung bisheriger Bergwerksschließungen wird untersucht, wie sich der steigende Grundwasserspiegel auf das Deckgebirge über Tage insgesamt auswirkt. Ein Ziel ist die Vermeidung oder Minimierung von teuren und dauerhaften Schäden an der Tagesoberfläche, die durch unvorhersehbare und in Folge von Bergwerksflutungen verursachte Erdverschiebungen unter Tage entstehen.

Zu diesem Zweck erfolgt in diesem Arbeitspaket die Auswertung bestehender Leitnivellements. Sie werden zur Ermittlung von Höhenänderungen (insbesondere Hebungen) über alten und gefluteten Grubenfeldern analysiert.

Leitnivellements werden im Ruhrgebiet seit über 100 Jahren im regelmäßigen Abstand von meist zwei Jahren durchgeführt. Mit den politischen Veränderungen der letzten 20 Jahre bestand die Notwendigkeit ein einheitliches gesamtdeutsches und ein einheitliches europäisches Höhensystem zu etablieren. Dadurch liegen die Höhendaten des Untersuchungszeitraums in unterschiedlichen Höhensystemen vor. Um Höhenänderungen über die letzten 20 Jahre betrachten zu können, müssen die Nivellementspunkthöhen des Landesvermessungsamts NRW in ein einheitliches System umgerechnet werden.

Daneben ist es notwendig zu ermitteln, welche Bergwerke im selben Zeitraum stillgelegt und bei welchen die Wasserhaltungen eingestellt wurden. Von diesen Bergwerken sind für die Untersuchung georeferenzierte Risswerke mit Abbauteufen und gebaute Mächtigkeiten sowie Informationen über die geologische Situation nötig. Zusätzlich sind alle Informationen über den zeitlichen und räumlichen Wasserhaltungsmaßnahmen und der Grubenwasserstände zu beschaffen und in eine für die weitere Analyse notwendige digitale Form zu bringen. Alle Daten werden für die Auswertung und Analyse in einem Geoinformationssystem (ArcGIS) aufbereitet und eingestellt.

Im nächsten Arbeitsschritt werden für jedes stillgelegte und von der Wasserhaltung beeinflusste Grubenfeld die Höhenänderungen in Relation zum veränderten Flutungsstand ermittelt. Die Höhenänderungen werden punktbezogen, in der Fläche und zu verschiedenen Zeitschnitten ermittelt. Es soll eine Beziehung zwischen den Wasserhaltungszuständen und den Höhenänderungen hergestellt werden.

In einer zusammenfassenden Analyse über Unterschiede und Gemeinsamkeiten aller untersuchten Bereiche soll der Versuch unternommen werden, Aussagen über den Zusammenhang von Flutungszuständen und Hebungen zu treffen. Weiterhin wird untersucht, ob diese Analyse auch zur Bestimmung lokaler Anomalien genutzt werden kann.

 

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