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.

Im Rahmen einer Diplomarbeit wurden 2015 die untertägigen Polygonzugnetze der Gruben Unterbreizbach/Merkers der K+S KALI GmbH im Lagebezug ETRS89/UTM neu orientiert und Ergebnisse verschiedener Messepochen ausgeglichen. Für die Schaffung eines weiteren Anschlusspunktes erfolgten zur Koordinatenübertragung im Schacht Merkers 2 eine mechanische Schachtlotung und eine Steilschachtmessung nach dem Verfahren von Mecke/Ackermann aus dem Jahr 2002. Die Methoden werden gegenübergestellt und die erreichten Genauigkeiten diskutiert. / Within the framework of a diploma thesis the underground mining coordinate system of Unterbreizbach/Merkers K+S KALI GmbH became reorientated in the reference system ETRS89/UTM with an adjustment of results from different ages of measurement. For the development of a further termination point a mechanical shaft plumbing and a steep shaft measurement according to Mecke/Ackermann from 2002 took place. The methods will be compared followed by a discussion of the reached accuracies.

In der vorliegenden Arbeit werden Zusammenhänge zwischen bergbaulich bedingten Gebirgsbewegungen und induzierten seismischen Ereignissen dargestellt und für unterschiedliche Messfälle eine Prognose gerechnet. Ferner konnte anhand von Messfällen das zeitliche Auftreten induzierter seismischer Ereignisse genauer untersucht werden. Für die Zusammenhänge zwischen den Gebirgsbewegungen und den seismischen Ereignissen wurde ein Gebirgsbewegungsmodell modifiziert. Insbesondere musste die Möglichkeit einer Hebungsberechnung unterhalb des Abbaus sowohl statisch als auch als dynamischer Prozess entwickelt werden. Mit den gefundenen Zusammenhängen konnte für zwei Messfälle eine Untersuchung zu einer erschütterungsmindernden Abbauplanung vorgenommen werden. Dabei konnten spezifische Ergebnisse und Hinweise abgeleitet werden, um zukünftig Erderschütterungen besser bekämpfen zu können.

Mobile laser scanning systems automate the acquisition of 3D point clouds of environments. The mapping systems are commonly mounted on cars or ships. This paper presents a flexible mapping solution mounted on an underground vehicle that is able to map underground mines in 3D in walking speeds. A clever choice of hard- and software enables the system to generate 3D maps without using GPS (global positioning system) information and without relying on highly expensive IMU (inertial measurement unit) systems.

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.

In der vorliegenden Arbeit werden Zusammenhänge zwischen bergbaulich bedingten Gebirgsbewegungen und induzierten seismischen Ereignissen dargestellt und für unterschiedliche Messfälle eine Prognose gerechnet. Ferner konnte anhand von Messfällen das zeitliche Auftreten induzierter seismischer Ereignisse genauer untersucht werden. Für die Zusammenhänge zwischen den Gebirgsbewegungen und den seismischen Ereignissen wurde ein Gebirgsbewegungsmodell modifiziert. Insbesondere musste die Möglichkeit einer Hebungsberechnung unterhalb des Abbaus sowohl statisch als auch als dynamischer Prozess entwickelt werden. Mit den gefundenen Zusammenhängen konnte für zwei Messfälle eine Untersuchung zu einer erschütterungsmindernden Abbauplanung vorgenommen werden. Dabei konnten spezifische Ergebnisse und Hinweise abgeleitet werden, um zukünftig Erderschütterungen besser bekämpfen zu können.

Mobile laser scanning systems automate the acquisition of 3D point clouds of environments. The mapping systems are commonly mounted on cars or ships. This paper presents a flexible mapping solution mounted on an underground vehicle that is able to map underground mines in 3D in walking speeds. A clever choice of hard- and software enables the system to generate 3D maps without using GPS (global positioning system) information and without relying on highly expensive IMU (inertial measurement unit) systems.

Die stetige Weiterentwicklung von Mess- und Überwachungstechnik ermöglicht Setzungsprozesse und Gebirgsdeformationen mit zunehmender Genauigkeit in numerischen Modellen abzubilden. Mit Hilfe von Laserscans, durchgeführt sowohl vor als auch während der Bauarbeiten, können genauere numerische Modelle erstellt werden. Die baubegleitende Anpassung der Modellgeometrie ermöglicht zudem eine weitere Nachkalibrierung der Simulationen und erhöht damit die Zuverlässigkeit von Prognoseberechnungen. Die Simulationsergebnisse können fortlaufend mit den ursprünglichen Planungen abgeglichen und somit Ausbauplanungen angepasst und optimiert werden. / The ongoing development of monitoring and surveillance technology enables us to reproduce subsidence and rock mass deformation in numerical models with increasing precision. Laserscans prior to and during the construction work increase the spatial accuracy of numerical models. Adjustments of the model geometry during the construction work allow a recalibration of models and increase the reliability of forecast simulations. Simulation results can be successively compared to construction plans and allow adjustments and optimizations of support designs.

Die dreidimensionale Positionsbestimmung unter Tage ist eine in der bergbautechnischen Praxis häufig gestellte Aufgabe. Die derzeit gebräuchlichen Verfahren basieren überwiegend auf zahlreichen relativen Messungen zwischen Festpunkten an der Erdoberfläche und dem zu bestimmenden Punkt unter Tage. Das hier vorgestellte Verfahren ist ein im geodätischen Sinn absolutes Verfahren. Die Punktbestimmung erfolgt direkt mit Hilfe der Festpunkte über Tage und dem unbekannten Punkt unter Tage. Relative Messungen zu benachbarten Punkten sind nicht notwendig. Die Grundlage des Verfahrens bildet die zeitliche Erfassung transienter elektromagnetischer Felder an einem zu bestimmenden Punkt unter Tage. Die Quellen dieser Felder sind gleichstromdurchflossene Drahtschleifen an der Erdoberfläche, die näherungsweise magnetische Dipole darstellen. Nach Abschalten des Stromes zerfällt das statische Magnetfeld und induziert elektrische Ströme in der leitfähigen Erde. Das transiente Magnetfeld wird unter Tage an einem Punkt für verschiedene Senderpositionen aufgezeichnet. Mit Hilfe eines Inversionsalgorithmus werden letztlich die dreidimensionalen Koordinaten des Messpunktes bestimmt. / Three-dimensional positioning in mines and caves is a common challenge. The methods currently used are based on numerous relative measurements. The method presented here is an absolute procedure in a geodesic sense. The coordinates of the unknown point are directly calculated using the surface points and the point underground. Relative measurements to neighboring points are not necessary. The localization procedure is based on recording transient electromagnetic fields under-ground. They are generated at the surface using direct-current carrying wire loops, which approximately represent magnetic dipoles. After shutoff the static magnetic field decays and induces electric currents in the conductive Earth. The transient electromagnetic field is recorded at an unknown point in the subsurface for different source positions. Finally, the three-dimensional coordinates of this point are reconstructed using an inversion algorithm.

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.