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Über die Wahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen und die Risikobewertung am Beispiel von Rohrleitungen im Mitteldeutschen BraunkohlentiefbauPäßler, Steffen 19 May 2015 (has links)
In der vorliegenden Arbeit wurde die Eintretenswahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen und das Risikomanagement am Beispiel von Rohrleitungen in tagesbruchgefährdeten Gebieten des Mitteldeutschen Braunkohlenreviers umfassend beleuchtet.
Im ersten Schritt wurden die Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Überwachungs- und Sicherungsmaßnahmen analysiert. Es wird gezeigt, dass kein Überwachungsverfahren in der Lage ist, das unmittelbare Bevorstehen eines Tagesbruchs hinreichend genau zu prognostizieren. Die Verfahren können in der Regel nur Hinweise geben, die dann durch einen Spezialisten zu interpretieren sind. Die vorgestellten Sicherungsverfahren sind zwar teilweise in der Lage, den Tagesbruch oder seine Auswirkungen auf Rohrleitungen auf ein ungefährliches Maß zu senken. Jedoch sind diese Verfahren meist in der flächendeckenden Anwendung viel zu teuer. Um solche Verfahren nur noch punktuell an den größten Gefährdungsschwerpunkten einsetzen zu müssen, ist eine zuverlässige Bewertung der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Tagesbruchs notwendig.
Mit der Methodik der Spezifischen Bruchwahrscheinlichkeit kann erstmals die Eintrittswahrscheinlichkeit von Tagesbrüchen in einem Grubenfeld quantifiziert werden, worin auch die wesentliche wissenschaftliche Bedeutung der Arbeit liegt. Die Entwicklung von praktischen Zahlenwerten ermöglicht es, das Tagesbruchrisiko objektiv zu quantifizieren und somit die sicherheitstechnische Zulässigkeit der geplanten Oberflächennutzung zu bewerten.:1. Einleitung
2. Vorgehensweise und Abgrenzung
3. Grundlagen
4. Überwachungsmaßnahmen
5. Sicherungsmaßnahmen
6. Modell der Spezifischen Bruchwahrscheinlichkeit und Anwendungsbeispiele
7. Risikomanagement
8. Ansätze zur Weiterentwicklung
9. Zusammenfassung
Literatur
Anlagen
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Prognose und bergschadenkundliche Analyse dynamischer Bodenbewegungen durch oberflächennahen Steinkohlenbergbau in den USAZimmermann, Karsten 28 March 2011 (has links) (PDF)
Der untertägige Abbau von Steinkohle führt zu Bewegungen des überlagernden Gebirges und der Tagesoberfläche. Eine Bewegungsprognose ist im Hinblick auf entstehende Bergschäden weltweit von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wird untersucht, ob eine Prognose von Bodenbewegungen im amerikanischen Steinkohlenbergbau mit einem in Europa bewährten Verfahren, einem dynamischen stochastischen Senkungsmodell, möglich ist. Dazu wurde eine Literaturstudie über den bisherigen Kenntnisstand in den USA durchgeführt, abbaubegleitende Bodenbewegungsmessungen aus dem Steinkohlengebiet der Appalachen ausgewertet und durch Modellrechnungen nachgebildet. Es wurde darüber hinaus untersucht, welchen Einfluss die spezifischen Abbaubedingungen und die räumliche und zeitliche Abbauführung auf die Größe und Dynamik von Bodenbewegungen haben. Die theoretischen und praktischen Untersuchungen zeigen einen deutlichen Know-how Vorsprung des europäischen Bergbaus in den Bereichen der Senkungsmodellierung und Bewertung abbauinduzierter Bodenbewegungen und belegen die Anwendbarkeit des Senkungsmodells. Es wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die Möglichkeiten und Grenzen einer Optimierung des Abbauzuschnitts und der zeitlichen Abbauführung im Sinne einer bergschadensmindernden Abbauplanung aufzeigen. Die Arbeit trägt zur Verbesserung der bergmännischen und markscheiderischen Abbauplanung im Steinkohlenbergbau bei.
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Prognose und bergschadenkundliche Analyse dynamischer Bodenbewegungen durch oberflächennahen Steinkohlenbergbau in den USAZimmermann, Karsten 28 March 2011 (has links)
Der untertägige Abbau von Steinkohle führt zu Bewegungen des überlagernden Gebirges und der Tagesoberfläche. Eine Bewegungsprognose ist im Hinblick auf entstehende Bergschäden weltweit von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wird untersucht, ob eine Prognose von Bodenbewegungen im amerikanischen Steinkohlenbergbau mit einem in Europa bewährten Verfahren, einem dynamischen stochastischen Senkungsmodell, möglich ist. Dazu wurde eine Literaturstudie über den bisherigen Kenntnisstand in den USA durchgeführt, abbaubegleitende Bodenbewegungsmessungen aus dem Steinkohlengebiet der Appalachen ausgewertet und durch Modellrechnungen nachgebildet. Es wurde darüber hinaus untersucht, welchen Einfluss die spezifischen Abbaubedingungen und die räumliche und zeitliche Abbauführung auf die Größe und Dynamik von Bodenbewegungen haben. Die theoretischen und praktischen Untersuchungen zeigen einen deutlichen Know-how Vorsprung des europäischen Bergbaus in den Bereichen der Senkungsmodellierung und Bewertung abbauinduzierter Bodenbewegungen und belegen die Anwendbarkeit des Senkungsmodells. Es wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die Möglichkeiten und Grenzen einer Optimierung des Abbauzuschnitts und der zeitlichen Abbauführung im Sinne einer bergschadensmindernden Abbauplanung aufzeigen. Die Arbeit trägt zur Verbesserung der bergmännischen und markscheiderischen Abbauplanung im Steinkohlenbergbau bei.
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Surface movement due to coal mining and abandoned mine floodingZhao, Jian 12 July 2022 (has links)
To better understand the issues about the surface movements in the coal mining region Lugau-Oelsnitz, Germany, small-scale numerical models are firstly utilized for verifications via analytical solutions, to explore the simulation schemes, and for parameter sensitivity analysis. 1D rock column numerical models shows that simulated surface movements are consistent with analytical solutions. The investigations via 2.5D profile numerical models also show that uplift is linear related to water level rise under confined mine water conditions, while a quadratic function is valid for unconfined mine water. Geodetic survey in the Lugau-Oelsnitz district shows that at the end of the active mining period (1844 to 1971), general subsidence is about 5 - 10 m, with a maximum of 17 m in the southern mining area. General uplift velocity after abandoned mine flooding between 1972 and 2014 is about 0.5 - 2.0 mm/year. Based on numerical simulation results, predicted general uplift velocity vary between 0.5 - 3.0 mm/year, while maximum uplift position is moving toward south.:1 Introduction
2 State of the art
2.1 Overview
2.1.1 Coal mining induced settlements
2.1.2 Flooding induced uplift
2.2 Approaches to predict subsidence
2.2.1 Empirical approaches
2.2.2 Influence function methods
2.2.3 Physical models
2.2.4 Numerical simulation methods
2.3 Approaches to predict uplift
2.3.1 Empirical approaches
2.3.2 Numerical simulation methods
2.4 Comparison and conclusions
2.4.1 Comparison of research methods
2.4.2 Conclusions
3 Numerical simulation approaches
3.1 Continuum mechanical simulations with FLAC3D
3.1.1 Mining induced subsidence
3.1.2 Flooding induced uplift
3.2 Discontinuum mechanical simulations with 3DEC
3.2.1 Self-weight induced settlement in jointed rock column model
3.2.2 Uplift for jointed and fully saturated rock column
3.3 Parameter sensitivity study
3.3.1 Parameter effect on subsidence
3.3.2 Parameter effect on uplift
3.4 Interface and volume element representation of faults
3.4.1 Simulation schemes
3.4.2 Parameter sensitivity analysis of fault
3.4.3 Discussion
3.5 Conclusions
4 Case study: Coal mining region Lugau-Oelsnitz
4.1 Background information
4.1.1 Mining background
4.1.2 Geological and hydrogeological situation
4.2 In-situ monitoring data
4.2.1 Groundwater level data
4.2.2 Surface movement data
4.2.3 Discussion of data analysis
4.3 Continuum based numerical modelling
4.3.1 Introduction
4.3.2 Model set-up
4.3.3 Calculation results
4.3.4 Surface movement predictions
4.4 Discontinuum based numerical modelling
4.4.1 Model set-up
4.4.2 Calibration results
4.4.3 Surface movement prediction
4.5 Conclusions
5 Conclusions and prospects
5.1 Conclusions
5.2 Main contributions of thesis
5.3 Inadequacies and prospects
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