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.

Für die photogrammetrische Datenakquise und Auswertung befindet sich seit dem Frühjahr 2017 ein Unmanned Aerial Vehicle (UAV) bei der GALA-MIBRAG-Service GmbH im Einsatz. Mit diesem werden kleingliedrige Strukturen, geotechnische Ereignisse und zeitlich begrenzt vorhandene Haufwerke erfasst. Die Integration dieser Messungen in die bestehenden Arbeitsabläufe erfordert in Abhängigkeit der eingesetzten Hard- und Software bestimmte Be- und Verarbeitungen für eine fachgerechte Auswertung. Betrachtet wurden diese Bearbeitungen, in Zusammenhang mit einer Abschätzung der erreichbaren Genauigkeiten, im Rahmen einer Abschlussarbeit (Menge, 2018). Im Zuge dieser Veröffentlichung werden, neben der grundsätzlichen Vorstellung der eingesetzten Hard- und Software, die durchgeführten Untersuchungen bezüglich erreichbarer Genauigkeiten näher beleuchtet. Dies umfasst insbesondere die durchgeführte Kamerakalibrierung. / In spring of 2017 an unmanned aerial vehicle has been acquired by the GALA-MIBRAG-Service GmbH for photogrammetric data acquisition and evaluation. It is used to record small-limbed structures, geotechnical events and temporarily limited heaps. The integration of such measurements into existing processes requires data processing, dependent upon the used evaluation Software. This overall process was considered in connection with an estimation of achievable accuracies in the context of a thesis. In course of this publication, this process will be examined in more detail, with special attention given to the performed camera calibration, and a basic presentation of the used hard- and software with its corresponding peculiarities will be given.

Die interdisziplinäre ESF Nachwuchsforschergruppe ARIDuA forscht seit dem 01. Juli 2017 institutsübergreifend an der TU Bergakademie Freiberg im Themenkomplex Autonome Roboter und Internet der Dinge in untertägigen Anlagen. Gegenstand der Forschung ist es, Schlüsseltechnologien für den entstehenden „Bergbau 4.0“ zu entwickeln. Hierzu zählen Roboternavigation, Sensorintegration und Langzeitmessungen, Big Data im bergbaulichen Kontext und automatisierte geologische Kartierung. Der Beitrag gibt einen Überblick über ARIDuA und die „automatisierte geologische Kartierung“. Es werden Anforderungen an eine automatisierte geologische Kartierung dargestellt und das darauf basierende Messfahrzeug, das u.a. mit einer Hyperspektralkamera ausgestattet ist. Es wird ein Auswertungsschema beschrieben, das die Klassifizierung der Messdaten mit einem geostatistischen Ansatz kombiniert und pixelgenau die Auftrittswahrscheinlichkeit der Gesteinsklassen angibt. / The interdisciplinary ESF Junior Research Group ARIDuA is investigating the topic “Autonomous Robots and Internet of Things in Underground Mining”. Therefore it implements key technologies for the new sector of “Mining 4.0”. Focusing on the application of mobile robots in underground, a wireless sensor network is implemented and synergies are identified. This also results in significant benefits for the mining sector. In this context, an outline of a geological analysis system capable of pixel-wise mineral classification is presented. A hyper-spectral-camera mounted on a mobile vehicle is used inside an underground mine in combination with multiple state-of-the-art RGB cameras. The reason why this is necessary, the requirements, and the concept of data analysis is described. The automated mine survey generates an occurrence probability of each mineral class for each pixel. Therefore, it combines classification with geostatic methods.

Für die automatisierte Überwachung technischer Einbauten in untertägigen Bergwerksanlagen auf Basis dreidimensionaler Punktwolken wurde ein Geomonitoringverfahren, bestehend aus Datenaufnahme und -analyse, entwickelt. Es werden zwei Ansätze zur semantischen Klassifizierung von dreidimensionalen Punktwolken betrachtet, die Multi-Skalen-Feature-Extraktion und die Anwendung eines dreidimensionalen Faltenden Neuronalen Netzes. Die Methode der Multi-Skalen-Feature-Extraktion bestimmt durch festgelegte Berechnungsvorschriften Features allein aus den Koordinaten eines Punktes und seiner Nachbarn auf mehreren Längenskalen. Diese werden zu Feature-Vektoren zusammengefasst und dienen als Input für einen Random Forest-Klassifizierer. Die Anwendung eines dreidimensionalen Faltenden Neuronalen Netzes erfordert nur die Vorverarbeitung der Punktwolke zu einem Voxel-Grid und liefert dann direkt Klassifizierungsergebnisse. In einer exemplarischen Anwendung beider Ansätze zur Detektion von Stempeln, Schienen und Stößen in einer untertägigen Szene werden Klassifizierungsgenauigkeiten von über 90 % erreicht.

Der Beitrag informiert über Themen und Aktivitäten am Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg im Zeitraum 2017/2018. / This contribution highlights activities and research topics, which form the focus of research, teaching and outreach of the Department of Mine Surveying and Geodesy of the TU Bergakademie Freiberg during the period 2017/2018.

Am 16. und 17. Mai 2019 fand der 20. Geokinematische Tag der TU Bergakademie Freiberg statt. Schwerpunkte der Tagung waren: messtechnische Erfassung und Überwachung, Analyse geokinematischer Prozesse, Ingenieurvermessung im Bergbau, Geomonitoring, Photogrammetrie und Fernerkundung, Integration geodätischer und geotechnischer Daten, Bergschäden und Bergschadenmindernde Abbauplanung, Modellierung von Lagerstätten und geostatistische Analyse sowie Robotik und virtuelle Realität im Bergbau.

Das Institut für Markscheidewesen und Geodäsie veranstaltete vom 05. bis 07. Mai 2021, in Freiberg, die gemeinsame Tagung Umwelt, Energie Rohstoffe & 21. Geokinematischer Tag 2021, um die neuesten Entwicklungen im Markscheidewesen und den angrenzenden Fachgebieten vorzustellen und zu diskutieren.

Ein hydrostatisches, hochpräzises Schlauchwaagen-Messinstrument zur kombinierten Bestimmung von Setzungen und Neigungen wurde im Rahmen eines BMWK ZIM-Kooperationsprojektes zur Echtzeitmessung entwickelt. Zunächst wird ein Einblick in das Grundlagenprinzip des hydrostatischen Nivellements gegeben. Darauf aufbauend wird das entwickelte Messprinzip sowie die Systemkonzeption der Hard- und Software vorgestellt. Anhand der Grundlagenversuche wird das technische Know-how, die wissenschaftliche Arbeit der Projektpartner zur Optimierung des Messsystems sowie die Komplexität des Messprinzips dargestellt. Die Funktionalität des Gesamtsystems „HYDRO-LaWa“ sowie die ersten Ergebnisse im Praxiseinsatz werden in drei unterschiedlichen Anwendungsgebieten evaluiert. Das hydrostatische Messinstrument wurde in der dritten Entwicklungsstufe FG-SW-V2 mit hoher Messgenauigkeit und geringer Standardabweichung von 0,1 mm bis 0,2 mm weiterentwickelt. Somit steht in sehr naher Zukunft ein robustes, langzeitstabiles sowie ein in Echtzeit messendes Gesamtsystem für den Markteintritt zur Verfügung.

Auf den Innenkippen nehmen mit dem Anstieg des Grundwassers die Zahl der Verflüssigungsereignisse und auch die Größe der verflüssigten Bereiche zu. Besonders davon betroffen ist der sogenannte Nordraum der Lausitz südlich von Lübbenau. Dort wurden deshalb Böschungskonturen vor und nach den Verflüssigungsereignissen über Jahre systematisch erfasst. Die erfassten Konturen wurden geokinematisch analysiert, um charakteristische Bewegungsmuster erkennen und beschreiben zu können. Das Ergebnis ermöglicht eine neue Klassifizierung der auf Innenkippen auftretenden Verformungsvorgänge. Darauf aufbauend, entstand eine neue Methodik zur Berechnung der Standsicherheit verflüssigungsgefährdeter Innenkippenflächen deren Basis die Theorien des Erddrucks und Hydromechanik sind. Für den Nachweis des horizontalen Gleichgewichts einer Böschung wird ein Kräfte-, für das der vertikalen, ein Momentenvergleich hergeleitet. Mit einem hydromechanischen Ansatz ist es auch möglich, zusätzlich die Endgeometrie der sich nach der Verflüssigung einstellenden Böschung zu berechnen. Die Ergebnisse der Standsicherheitsberechnungen und der geometrischen Endkonturen zeigen überraschende Übereinstimmungen mit den erfassten gegangenen Böschungsbewegungen.

Zur Überwachung geotechnischer Schwerpunktbereiche kommen in den Tagebauen der Lausitz Energie Bergbau AG unterschiedliche Systeme zum Einsatz. Eine hohe Flexibilität und erweitere Einsatzmöglichkeiten ergaben sich durch die Verbindung einfacher GNSS-Empfänger und geotechnischer Sensoren zu einem Gesamtsystem (A07Geo). Darüber hinaus werden A07-Empfänger zur Bewältigung vielfältiger Fragestellungen herangezogen. Zwei im Bestand der Markscheiderei befindliche UAV’s eröffnen die Möglichkeit, bei geotechnischen Ereignissen schnellstmöglich auch georeferenziertes Bild- und Videomaterial sowie daraus resultierend Volumenbestimmungen und weiterführende Messungen zur Verfügung zu stellen. Daneben werden aktuell geotechnische Einsatzszenarien für eine Wärmebildkamera näher untersucht.