Als Grundlage für die fortschreitende Digitalisierung und Automatisierung im Bergbau, kommt der Herstellung von optisch realistischen und hochgenauen 3D Modellen, sowie deren automatischer Interpretation und Weiterverarbeitung, eine besondere Bedeutung zu. Insbesondere für Vermessungs- und Inspektionsanwendungen sind mit Kameras ausgerüstete unbemannte Flugsysteme mittlerweile weit verbreitet und zählen zum aktuellen Stand der Technik. Der größte zukünftige Forschungsbedarf besteht mit Sicherheit in der Datenverarbeitung, wobei einerseits die erreichbare Modellqualität, und andererseits die automatisierte Dateninterpretation für spezielle bergtechnische Fragestellungen wie zum Beispiel die Haufwerkscharakterisierung oder geologische Charakterisierung im Zentrum der Arbeiten steht. Insbesondere aufgrund der möglichen Reproduzierbarkeit, aber auch aufgrund der oft einfacheren Durchführbarkeit nehmen - neben klassischen realmaßstäblichen Untersuchun-gen im Feld - auch Modellversuche derzeit einen gewichtigen Stellenwert in der photogrammetrischen Forschung an der Montanuniversität ein. Im vorliegenden Beitrag werden Beispiele aus der angewandten und grundlagenorientierten Forschung gegeben, wobei der Mehrwert von Laborversuchen, bei gleichzeitiger kritischer Gegenüberstellung mit der Realität, hervorgehoben wird. / As basis for the ongoing digitization and automation in mining, the creation of visually appealing and highly accurate 3D models, as well as their automatic interpretation and processing, is of particular importance. Especially for surveying and inspection applications unmanned aerial systems equipped with cameras are now widely used and are state of the art. However the greatest future need for research certainly lies in data processing, where on the one hand the achievable model quality, and on the other hand the automated data interpretation for special mining related issues such as the characterization of muck-piles or geological characterization is at the center of the work. In particular, due to the possibility of reproducibility, but also due to higher operability, model experiments are currently playing an important role in photogrammetric research at the Montanuniversität in addition to classical real-scale investigations in the field. In the present paper, examples from applied and fundamental research are given, highlighting the added value of laboratory experiments while critically contrasting them with reality.

Im Bergbau ist die Interaktion mit dem Wasserhaushalt von besonderer Bedeutung. Über die Veränderung des Wasserhaushaltes kann beispielsweise auf Auswirkungen des Bergbaus auf die Umgebung, gewollt oder ungewollt, geschlossen werden. Diese Auswirkungen zu detektieren und daraus auf Landschaftsauswirkungen zu schließen, ist eine relevante Fragestellung. Da die zu beobachtenden Gebiete häufig eine große Ausdehnung haben und eine zyklische gebietsabdeckende manuelle Kontrolle häufig sehr kostenintensiv ist, eignet sich die Fernerkundung, die direkte Prozesse auf der Erdoberfläche beobachtet, dazu, ein Monitoring derartiger Gebiete hinsichtlich dieser Prozesse durchzuführen. Dabei können mehrere Faktoren beobachtet werden: Über Radarfernerkundung können Veränderungen der Bodenfeuchte, über spektrale Analysen Veränderungen der Vegetationsvitalitäten ermittelt werden. Über die Interpretationen multispektraler Daten können neue oder vergrößerte Wasserflächen detektiert werden. Zudem besteht die Möglichkeit, wassermanagementinduzierte Bodenbewegungen (beispielsweise Hebungen durch Grubenwasseranstieg) mit interferometrischen Radardaten zu detektieren und zu messen. Ein Monitoring mit diesen Verfahren ist für größere Flächen möglich. Als Fernerkundungssensoren eignen sich die Copernicus-Satelliten Sentinel-1 und 2, die zusätzlich den großen Vorteil haben, dass die Daten in kurzen Perioden kostenfrei und operationell verfügbar sind. Im vorliegenden Paper sind mehrere mögliche Monitoringkomponenten beschrieben, die im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben entstanden sind. / Hydrological monitoring is important for mining activities. For example, a change of hydrological conditions might indicate an impact of mining activities in the neighborhood. The detection of such impacts is a relevant task. The observed areas are usually large, and a cyclic manual inspection is often very expensive. Therefore, remote sensing is suitable to do a monitoring of such areas in order to detect different processes. Changes in soil moisture can be detected by looking into backscattering characteristics of radar images, spec-trum analysis of optical images is able to assess vegetation vitality. The interpretation of multispectral data is able to show new and enlarged water bodies. Furthermore, ground deformation caused by hydrological changes (for example uplifts as a consequence of increasing pit water) can be detected and measured via radar interferometry. A monitoring with such methods is possible for large areas. As remote sensing sensors the Copernicus-satellites Sentinel-1 and 2 are suitable with the big advantage of providing data in short cycles operationally and free of charge. In this paper various monitoring components are described.

In diesem Beitrag sollen Konzept und Realisierung der automatischen tachymetrischen Verformungsbeobachtung bei der Schachterweiterung und Füllortauffahrung im Einlagerungsschacht des zukünftigen Endlagers Konrad vorgestellt werden. Bei den Teufarbeiten zur Schachterweiterung herrschen durch den geometrisch abgeschlossenen und räumlich sehr eingeschränkten Bereich besondere Bedingungen. Die zur Begleitung der angewandten Ausbautechnologie notwendige Überwachung des Gebirgsverhaltens kann daher praktikabel nur tachymetrisch und nur von oben erfolgen. Diese Konstellation erfordert die ungewöhnliche Überkopf-Montage mehrerer Monitoring-Tachymeter, was wiederum angepasste Auswertealgorithmen im Netzausgleichungsschritt erfordert. Insbesondere muss wegen der äußeren Bedingungen ein weitgehend automatisierter Ablauf von der regelmäßigen Messwerterfassung über die Netzausgleichung bis zur Deformationsanalyse zur zuverlässigen Detektion von Punktbewegungen implementiert werden. / At the former iron ore mine Konrad (Salzgitter), which recently is being converted into a repository for nuclear waste with negligible heat generation, the repositioning shaft is expanded and a large filling site is developed currently. In this context an automated tachy-metric deformation monitoring system is applied. The concept and realization of this sys-tem are presented here. The shaft expansion poses some special challenges, since working space is geometrically closed and spatially very restricted. Tachymetric monitoring can therefore only take place from above. Thus, an innovative overhead mounting of monitoring tachymeters is required. This overhead application results in the necessity of an adapted evaluation and geodetic net adjustment. In addition, the instrument setup makes direct access for installation and maintenance more difficult. Therefore, redundancies were created, and are taken into account in the evaluation process consequently in order to obtain consistent results.

Das Überwachen von Objekten zählt nach DIN 18710 neben der Aufnahme und Absteckung zu den Kernaufgaben der Ingenieurgeodäsie. Das Prüfen auf geometrische, räumliche aber auch zeitliche Objektvariationen im Rahmen der Kongruenzanalyse erlaubt im Hinblick auf bergbauliche Aktivitäten eine Beurteilung der geomechanischen Situation bzw. Modellierung und ermöglicht die Optimierung von Auffahrungs- und Ausbauarbeiten. Für das automatisierte untertägige Monitoring im Rahmen eines umfangreichen geotechnischen Überwachungsprogramms beim Bau des Endlagers Konrad (Salzgitter) wird u.a. auf überkopfhängende Tachymeter zurückgegriffen. Bedingt durch die nicht-spezifizierte Lagerung der Instrumente sind in der epochalen Netzausgleichung zusätzliche Integrationsparameter zu parametrisieren, die die verbleibenden Stehachsrestneigungen berücksichtigen. Während üblicherweise der Epochenvergleich auf den ausgeglichenen Koordinaten der Einzelepochen beruht, findet hier ein Analysekonzept Anwendung, welches auf den originären Beobachtungen basiert. Die Integration des allgemeinen Data-Snoopings ermöglicht in diesem Konzept sowohl das Auffinden von Beobachtungsfehlern als auch das Detektieren und Identifizieren von Punktverschiebungen. / The core competencies in the field of applied engineering geodesy w.r.t. DIN 18710 are surveying and staking out of objects, as well as deformation analysis. The congruence analysis, as the main part of the deformation analysis, allows for identifying spatial, geometrical and temporal changes of objects. In mining industry, the results of a convergence monitoring are used to evaluate the geo-mechanical properties of the underground as well as to validate geo-dynamic models. Moreover, results of the congruence analysis can be used to optimize workflows, too. At the former iron ore mine Konrad (Salzgitter). which is being converted into the German repository for nuclear waste with negligible heat generation currently, a complex automated and continual monitoring system is established, which includes overhead mounted total stations. Due to the non-specific mount, the onboard tilt compensator cannot be used to level up the instruments. Thus, the inclination angles of the instruments w.r.t. the global reference frame must be parameterized within the network adjustment process. This concept is known as integrated network adjustment. To evaluate the stability of the reference points of the global frame and to derive convergences, a con-gruence analysis is used. Whereas usually deformations are derived from the results of independent single adjustments, we present a congruence model that combines the different original observation sets in one unified model. By applying the statistical toolbox of Baarda’s Data-Snooping method, outliers as well as point deformations can be identified.

Neben den herkömmlichen Messverfahren etablieren sich das Airborne sowie das Terrestrische Laserscanning in der Vermessung mit steigender Tendenz. Diese Verfahren werden überall dort angewendet, wo komplexe Objekte berührungslos und vollflächig erfasst werden sollen. In diesem Beitrag soll die Ableitung eines Bergmännischen Risswerks mittels korrelierter Daten des terrestrischen Laserscannings sowie des Airborne Laserscannings am Beispiel der Kalihalde Neuhof-Ellers dargestellt werden. Das Unternehmen K+S KALI GmbH ist für die markscheiderische Führung eines Bergmännischen Risswerks nach dem Bundesberggesetz und der Markscheider-Bergverordnung verantwortlich. Die Halde wurde dreidimensional aufgenommen. Die ALS-Daten werden mit den TLS-Daten verknüpft. Eine Kombination von Laseraufnahmen und Fotos ermöglicht es, die Ist-Situation realistisch darzustellen. Das Produkt ist ein 3D-CAD-Modell (DHM).

Beim Wiederanstieg des Grundwassers in den Innenkippen ist davon auszugehen, dass sich die Kippe ständig verändert, im Übergangsbereich zum erdfeuchten wird der dort vorhandene Pseudoporenanteil n sofort verringert und die Kippe verformt sich ständig durch die veränderten Spannungszustände. Auf den Innenkippen nehmen mit dem Anstieg des Grundwassers die Zahl der Verflüssigungsereignisse und auch die Größe der verflüssigten Bereiche zu. Die erfassten Bereiche wurden geokinematisch analysiert, um charakteristische Bewegungsmuster erkennen und beschreiben zu können. Im Ergebnis lassen sich die auf Innenkippen auftretenden Verformungsvorgänge auf drei Formen zurückführen, die eine Klassifizierung aus standsicherheitlicher Sicht ermöglichen. Diese drei Formen sind: 1. lokal begrenzte Einbrüche auftretend schon bei großem Grundwasserflurabstand bei nahezu ebener Kippenoberfläche, 2. vertikale Geländeveränderungen auf Kippen mit geneigtem Geländeoberfläche, die zu einer Einebnung oder einem Geländeausgleich führen, 3. Horizontale Böschungsbewegungen an Böschungen in der Form von relativ schnell ablaufenden Rutschungen mit erheblichen Massenbewegungen. Das Auftreten der jeweiligen Form ist ganz offensichtlich von der Höhe des Wasserspiegels in der Kippe und der Art der Einspannung der verflüssigten Kippe abhängig. Auf diese Klassifizierung baut eine Methodik zur Berechnung der Standsicherheit verflüssigungsge-fährdeter Innenkippenflächen auf, die bodenmechanische und hydromechanische Randbedingungen berücksichtigt. An einer Böschung wird für die Bewegungsform 3 ein horizontales Kräftegleichgewicht und für die Bewegungsform 2 ein Momentengleichgewicht verwendet. Bei der Bewegungsform 1 sind immer beide Gleichgewichtsbedingungen er-füllt. Diese Bruchform ist Ausdruck der ständigen Anpassung der Kippe durch bereichs-weise Verflüssigungen im tieferen Kippenuntergrund. Mit dem hydromechanischen Ansatz ist es möglich, die Geometrie der sich nach der Verflüssigung einstellenden Endböschung zu berechnen. Die im Vortrag vorgestellten Rückrechnungen und errechneten Endgeometrien an gegangenen verflüssigungsbedingten Konturveränderungen auf Innenkippen zeider zu erwartenden Endgeometrie. Für die Analysen mussten die vom Bergamt Halle zur Verfügung gestellten Daten zu den Rutschungsereignissen am Concordia See in Nachterstedt gesichtet und aufbereitet werden. Die Vielfalt und Heterogenität machten eine Homogenisierung der Eingangsdaten vor der Übernahme in die GIS-Softwarelösungen der Firma ESRI (ArcGIS for Desktop) erforderlich.

Persistent Scatterer Interferometrie (PSI), als eine Methodik zur Erfassung von Bodenbewegungen, liefert punktbezogene Zeitreihen der langzeitstabilen Rückstreuer auf der Erdoberfläche. Für die Bewegungsverläufe kann mittels eines Polynommodells eine optimal angepasste Trendfunktion geschätzt werden, wodurch das PSI-Ergebnis in einen funktionalen und einen Rauschanteil aufgeteilt wird. Mit Hilfe der Parameter dieser Trendfunktion lassen sich weitere Informationen aus den PSI-Zeitreihendaten ableiten. Diese erlauben eine anwendungsorientierte Charakterisierung des Bodenbewegungsgeschehens in Raum und Zeit sowie die interpretative Ableitung von Bodenbewegungsursachen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. In diesem Beitrag werden die charakteristischen Merkmale von Polynomen bis zum Grad 3 sowie ihre automatisierte Nutzung für GIS-technische Analysen beschrieben. Anhand zweier praktischer Beispiele werden die durch PSI-Auswertungen ermittelten Bodenbewegungen (umgerechnet in Höhenänderungen) mittels bestangepasster Trendpolynomfunktionen untersucht, um charakteristische Merkmale der zeitlichen Verläufe von PSI-Zeitreihen zu bestimmen. Da innerhalb eines Untersuchungsgebietes in der Regel eine Reihe von Ursachen und damit auch ihre entsprechenden Bodenbewegungscharakteristika bekannt sind, können durch einen interpretativen Vergleich Aussagen über die räumliche Ausdehnung wie auch das zeitliche Verhalten für eine Ursachenprognose abgeleitet werden.

Mit allen bergbaulichen Tätigkeiten, von der Erkundung über die Gewinnung bis hin zur Wiedernutzbarmachung, und der Bergbau begleitenden Infrastrukturprojekte gehen unvermeidbare Eingriffe in den Naturhaushalt einher. Entsprechend den Regelungen im Bundesnaturschutzgesetz sind hierfür Kompensationen zu leisten, die die Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Naturhaushalts weiter gewährleisten. Zur Verwaltung solcher Maßnahmen befindet sich derzeit bei MIBRAG ein GIS-basiertes Kompensationskataster im Aufbau, welches im Kontext stehende Informationen und Belange dokumentiert. Als Resultat steht ein Informations- und Verwaltungstool zur Verfügung, das den Prozess vom Eingriff über die Kompensationsplanung und -realisierung bis hin zum Monitoring in seiner Komplexität abbildet und dokumentiert. / Any mining activity - from exploration to mining and reclamation – as well as infrastructure projects associated with mining have inevitable impact on ecosystems. Pursuant to the regulations set forth in the Federal Nature Conservation Act, compensation must be provided in such cases in order to further safeguard ecosystem productivity and functionality. A GIS-based compensation register documenting information and questions relevant in this context is currently under construction at MIBRAG in order to manage such measures. As a result, an information and management tool will be available mapping and documenting the whole process in its complexity - from nature intervention to compensation planning/implementation and monitoring.

Im September 1970 beschloss die Bundesregierung, eine Bundesrohölreserve anzulegen und zusätzlich zu den Pflichtvorräten der Mineralölgesellschaften 10 Millionen Tonnen Rohöl (Öl) untertägig zu speichern. Im Juni 1971 wurde die damalige bundeseigene Industrieverwaltungsgesellschaft mbH (IVG) als Generalunternehmerin beauftragt, die anfänglich 19 Kavernen für die Rohölreserve zu bauen. Als geeigneter Standort für die Errichtung der Kavernen wurde Etzel im Landkreis Wittmund ausgewählt. Die Entwicklung des Kavernenfeldes Etzel begann 1973, als die ersten Bohrungen niedergebracht wurden. Neben der ursprünglichen Funktion als Öl,- Gasöl,- oder Benzinspeicher, wurde auch Erdgas - Grundlage hierfür ist ein Staatsvertrag mit Norwegen – in bestehende Kavernen eingespeichert. Es erfolgen weitere Ausbauphasen zu insgesamt (Stand 2018) 24 Ölkavernen, 51 Gaskavernen und 11 Soleproduktionskavernen und macht das Kavernenfeld zu einem der größten Kavernenspeicher Europas.

Seit über 500 Jahren wird im Erzgebirge Kalkstein bergmännisch gewonnen. Hat man die Vorkommen erst im Tagebau aufgeschlossen, so werden die Lagerstätten ab dem frühen 20. Jahrhundert im Tiefbau gewonnen. Die Firma GEOMIN betreibt als heutige Eigentümerin an drei Standorten entlang des Erzgebirgskamms Gruben- und Aufbereitungsbetriebe, in denen aus dolomitischem und calcitischem Marmor hochwertige Produkte für die Bauchemie, die Kunststoff-, Beton- und Putzindustrie sowie für die Farben- und Lackindustrie hergestellt werden. Aufgrund der Erschöpfung zwei der drei Lagerstätten konzentriert sich der untertägige Abbau seit dem Jahr 2017 am Standort Hammerunterwiesenthal. Vorgesehen ist für die nächsten 50 Jahre eine Kombination aus übertägigem (Aufschluss im Tagebau) und untertägigem Abbau. In diesem Beitrag soll der Verfahrensweg der Planfeststellung dargestellt und ein Einblick in die anstehenden Aufgaben der Markscheiderei gegeben werden. / For more than 500 years limestone has been mined in the Erzgebirge. In the past the deposits have only been opened up in opencast mines and are being mined underground from the early 20th century. The company GEOMIN, as the current owner, operates mining and processing plants at three locations along the Erzgebirgskamm, where high-quality products are fabricated for the construction chemicals, the plastics, concrete and plaster industries as well as for the paint and coatings industry from dolomitic and calcitic marble. Two of three deposits are exhausted, thus the underground mining has been concentrated at the Hammerunterwiesenthal location since 2017. For the next 50 years, a combination of open pit mining and underground mining is planned. In this article the plan-approval procedure is presented and an insight into the upcoming tasks of the mine surveying team is provided.